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WO2006009169A1 - 露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

露光方法及びデバイス製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2006009169A1
WO2006009169A1 PCT/JP2005/013311 JP2005013311W WO2006009169A1 WO 2006009169 A1 WO2006009169 A1 WO 2006009169A1 JP 2005013311 W JP2005013311 W JP 2005013311W WO 2006009169 A1 WO2006009169 A1 WO 2006009169A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
liquid
exposure method
exposure
photosensitive material
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/013311
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tomoharu Fujiwara
Hiroyuki Nagasaka
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to KR1020067027714A priority Critical patent/KR101202231B1/ko
Priority to EP05766260A priority patent/EP1783823A4/en
Priority to JP2006529242A priority patent/JP4677987B2/ja
Priority to US11/632,855 priority patent/US7914972B2/en
Priority to CN2005800156574A priority patent/CN1954407B/zh
Publication of WO2006009169A1 publication Critical patent/WO2006009169A1/ja
Priority to IL180840A priority patent/IL180840A0/en

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply
    • G—PHYSICS
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    • G03F7/004—Photosensitive materials
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    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/162—Protective or antiabrasion layer

Definitions

  • the present invention relates to an exposure method for exposing a substrate through a liquid and a device manufacturing method.
  • Semiconductor devices and liquid crystal display devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate.
  • An exposure apparatus used in this photolithography process includes a mask stage that supports a mask and a substrate stage that supports the substrate, and the mask pattern is transferred via a projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. Transfer to the substrate.
  • the resolution of the projection optical system becomes higher as the exposure wavelength used is shorter and the numerical aperture of the projection optical system is larger. For this reason, the exposure wavelength used in the exposure apparatus has become shorter year by year, and the numerical aperture of the projection optical system has also increased.
  • the mainstream exposure wavelength is 248 nm for KrF excimer lasers, and 193 nm for ArF excimer lasers with shorter wavelengths is also being put into practical use.
  • the depth of focus (DOF) is as important as the resolution. Resolution and depth of focus ⁇ are expressed by the following equations.
  • ⁇ is the exposure wavelength
  • ⁇ is the numerical aperture of the projection optical system
  • k coefficient is the numerical aperture of the projection optical system
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99Z49504
  • the photosensitive substrate is obtained by coating a photosensitive material on a base material such as a semiconductor wafer.
  • the liquid forming the liquid immersion area contacts the substrate, but the peripheral edge of the substrate may not be covered with the photosensitive material.
  • the substance that constitutes the substrate surface (underlayer) in that area may elute into the liquid. Since the substance eluted in the liquid acts as an impurity, the liquid containing the impurity contaminates the various equipment components that make up the substrate and the exposure apparatus, affecting the performance of the formed device and the exposure accuracy of the exposure apparatus. There is a possibility of effect.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an exposure method capable of satisfactorily exposing a substrate while maintaining a liquid in a desired state, and exhibiting desired performance using the exposure method.
  • An object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of manufacturing a device capable of manufacturing.
  • the present invention also provides an exposure method capable of suppressing the intrusion of a liquid having a gap force formed at least part of the periphery of the substrate, and a device manufacturing method capable of manufacturing a device capable of exhibiting a desired performance using the exposure method.
  • the purpose is to provide.
  • an exposure method in which exposure light (EL) is irradiated onto a substrate (P) through a liquid (LQ) to expose the substrate (P)!
  • the surface (1A, 1B, 1C) of the base material (1) constituting the substrate (P) has an effective area (4) covered with the photosensitive material (2), and is outside the effective area (4).
  • An exposure method is provided in which at least a part is covered with the predetermined material (3).
  • a predetermined area outside the effective area covered with the photosensitive material is coated with the predetermined material on the surface of the base material, and the base material and the liquid do not contact outside the effective area. Because it is made so that the elution of the substance constituting the surface of the base material into the liquid can be suppressed. Then, by using a material that has little influence on the liquid as the predetermined material, the liquid can be maintained in a desired state and the substrate can be exposed well.
  • the “effective area” is an area that can be exposed and is covered with a photosensitive material, and can form a pattern with a desired accuracy.
  • a substrate (P) is irradiated with exposure light (EL) via a liquid (LQ) on a substrate (P) held by a substrate holding device (PH).
  • Exposure method to expose! Then, the substrate holding device (PH) has a flat portion (51) around the substrate (P), and an HMDS layer (7) is formed on the periphery of the substrate (P).
  • An exposure method is provided that suppresses the leakage of liquid (LQ) into the gap (A) between the substrate (P) held by PH and the flat portion (51).
  • the HMDS layer is formed on the peripheral portion of the substrate, it is possible to suppress the dissolution of a part of the substrate (under the HMDS layer) into the liquid at the peripheral portion of the substrate. I can do it. In addition, it is possible to suppress liquid leakage into the gap between the substrate and the flat portion provided around the substrate.
  • the liquid can be exposed while being maintained in a desired state.
  • a device can be provided.
  • the substrate can be satisfactorily exposed while maintaining the liquid in a desired state, and a device having the desired performance can be manufactured.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a substrate that is an exposure processing target according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram that shows one embodiment of an exposure apparatus.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a substrate stage holding a substrate.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a sixth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to an eighth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining an apparatus for performing HMDS processing.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining an exposure method according to the eighth embodiment.
  • FIG. 13A is a schematic diagram for explaining an exposure method according to the eighth embodiment.
  • FIG. 13B is a schematic diagram for explaining an exposure method according to the eighth embodiment.
  • FIG. 13C is a schematic diagram for explaining an exposure method according to the eighth embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a ninth embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining an exposure method according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16A is a schematic diagram for explaining an exposure method according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16B is a schematic view for explaining the exposure method according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16C is a schematic diagram for explaining the exposure method according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16D is a schematic diagram for explaining an exposure method according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16E is a schematic diagram for explaining an exposure method according to the ninth embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a tenth embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to an eleventh embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing a substrate according to a twelfth embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of a microdevice manufacturing process.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of a substrate P that is an exposure processing target.
  • a substrate P has a base material 1 and a photosensitive material 2 coated on a part of the upper surface 1A of the base material 1.
  • the substrate 1 includes a semiconductor wafer (silicon wafer), and the substrate P is exposed based on a liquid immersion method.
  • the photosensitive material 2 is coated on a part of the upper surface 1A of the base material 1 with a thickness of about 200 nm, for example, and the surface of the base material 1 constituting the substrate P is coated with the photosensitive material 2 It has an effective area 4 and a non-effective area 5 outside the effective area 4.
  • the non-effective area 5 outside the effective area 4 includes the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the base material 1, the side surface 1C of the base material 1, and the lower surface IB facing the upper surface 1A.
  • the non-effective area 5 outside the effective area 4 is not covered with the photosensitive material 2. That is, the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the substrate 1, the side surface 1C of the substrate 1, and the lower surface 1B of the substrate 1 are not coated with the photosensitive material 2.
  • the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the substrate 1 has a width of, for example, about 3 mm, and the effective area 4 is provided inside the ineffective area 5, Occupies most of the upper surface 1A of the substrate 1. That is, the photosensitive material 2 is covered almost all over the upper surface 1A of the substrate 1 except for the peripheral edge 1As of the upper surface 1A.
  • the photosensitive material 2 is coated on the substrate 1 by a predetermined coating method such as a spin coating method.
  • a predetermined coating method such as a spin coating method.
  • the ineffective area 5 outside the effective area 4 such as the peripheral edge lAs or side surface of the substrate 1
  • Photosensitive material 2 is also applied to 1C. If this part comes into contact with a support part such as a transport arm of a transport system for transporting the substrate P or a carrier shelf for storing the substrate P, the photosensitive material 2 may be peeled off.
  • the photosensitive material 2 When the photosensitive material 2 is peeled off, it becomes a foreign substance, and if the transfer arm or carrier is contaminated, the contamination may be expanded by the contact of the foreign substance again with the clean substrate P. Further, there may be a phenomenon in which the film of the photosensitive material 2 becomes thicker than the central portion at the peripheral portion of the base material 1. The photosensitive material 2 at the periphery of the base material 1 is easily peeled off, and the peeled photosensitive material 2 becomes a foreign substance. If the foreign substance adheres to the substrate P, the pattern transfer accuracy is affected.
  • the photosensitive material 2 such as the peripheral edge lAs and the side surface 1C is removed using, for example, a solvent (edge rinse processing). .
  • the photosensitive material 2 is removed at the peripheral edge lAs of the base material 1 (substrate P).
  • the ineffective area 5 on the surface of the substrate 1 includes an area where the photosensitive material 2 has been removed by the edge rinse process.
  • the process of removing the material film at the peripheral portion of the base material (substrate) out of the predetermined material film formed on the base material (substrate) is appropriately an edge rinse process.
  • the edge rinsing process includes a process of removing at least some peripheral portions of the plurality of material films.
  • the effective area 4 covered with the photosensitive material 2 is an area that can be exposed and can form a pattern with a desired accuracy. That is, the photosensitive material 2 provided in the effective area 4 includes the environment (temperature'humidity) conditions at the time of coating, film forming conditions, material composition, film thickness conditions, etc. so that a pattern with desired accuracy can be formed. Covered under the specified coating conditions.
  • the photosensitive material 2 is covered with a first material 3 different from the photosensitive material 2.
  • the first material 3 forms a protective film called a topcoat film on the upper layer of the photosensitive material 2.
  • This top coat film protects the photosensitive material 2 from liquid.
  • the first material 3 forming the top coat film covers the effective area 4 and the non-effective area 5 outside the effective area 4.
  • the first material 3 covers the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the base material 1, the side surface 1C of the base material 1, and the peripheral edge IBs of the lower surface 1B of the base material 1.
  • the first material 3 film is sensitive.
  • the force shown with almost the same thickness as that of the light material 2 Actually, the thickness is about 20 to 40 nm, which is thinner than the light material 2.
  • the photosensitive material 2 for example, P611 1 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. is used as the photosensitive material 2, and TSP-3A manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. is used as the first material 3, for example.
  • the photosensitive material 2 and the first material 3 have liquid repellency with respect to the liquid forming the liquid immersion area when the liquid immersion exposure is performed.
  • pure water is used as the liquid forming the liquid immersion region, and therefore, the photosensitive material 2 and the first material 3 are materials having water repellency.
  • the contact angle of the liquid (pure water) LQ with respect to the photosensitive material 2 is 60 to 85 °
  • the contact angle of the liquid (pure water) with respect to the first material 3 is 90 ° or more.
  • the photosensitive material 2 and the first material 3 are insoluble in the liquid LQ and have little influence on the liquid LQ! /, And become a material! /.
  • the top coat film is often provided to prevent the liquid in the immersion area from penetrating the photosensitive material 2, but is formed to prevent the liquid from remaining on the substrate P. Sometimes it is done. Further, for example, even if a liquid adheres to the top coat film, and the liquid is vaporized and an adhesion mark (so-called watermark) is formed on the top coat film, the top coat film should be removed after the immersion exposure. Thus, the watermark can be removed together with the top coat film. Then, after removing the watermark together with the top coat film, a predetermined process such as a development process can be performed.
  • a predetermined process such as a development process can be performed.
  • the first material 3 a fluorine-based resin material such as P6111 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. can be used, but a strong alkali having high affinity with the developer is used. It is also possible to use a resin material mainly composed of a hydrophilic polymer. As described above, when a resin material mainly composed of a strongly alkaline polymer having a high affinity with the developer is used, the top coat film can be washed off together with the developer, and the fluorine-based material can be washed away. There is no need for a special cleaning process, unlike a topcoat film made of this type of resin material. As the first material 3, HMDS (hexamethyldisilazane) used in the semiconductor manufacturing process may be used.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the substrate 1 includes a semiconductor wafer, and the surface of the substrate 1 includes the surface of a silicon substrate.
  • a semiconductor wafer or the like Photosensitive material 2 is applied onto substrate 1. After the photosensitive material 2 is applied, an edge rinsing process is performed to remove the photosensitive material 2 on the peripheral edge lAs of the substrate 1. After the edge rinse treatment, a topcoat film (layer) made of the above-described fluorine-based resin material or the first material 3 such as HMDS is formed so as to cover the photosensitive material 2. The film (layer) made of the first material 3 is also formed on the peripheral portion lAs of the base material 1 where the edge rinsing process has been performed. Then, after a predetermined process such as a pre-beta process is performed on the substrate P, an exposure process is performed.
  • a predetermined process such as a pre-beta process is performed on the substrate P.
  • the exposure apparatus EX includes a mask stage MST that can move while supporting the mask M, and a substrate holder PH that holds the substrate P.
  • the exposure apparatus EX holds and transfers the substrate P to the substrate holder PH.
  • Illuminating optical system IL that illuminates mask M with exposure light EL, and image of mask M pattern illuminated with exposure light EL substrate stage
  • a projection optical system PL that projects onto the substrate P supported by the PST and a control device CONT that controls the overall operation of the exposure apparatus EX are provided.
  • the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected on the substrate P is formed.
  • the illumination optical system IL illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and is an optical light source that equalizes the illuminance of the exposure light source and the light beam emitted from the exposure light source. It includes an integrator, a condenser lens that collects the exposure light EL from the optical integrator, a relay lens system, and a field stop that sets the illumination area on the mask M by the exposure light EL. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated by the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL.
  • the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL includes, for example, bright ultraviolet rays (g-line, h-line, i-line) emitted from a mercury lamp, and far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). ) And vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F laser light (wavelength 157 nm).
  • ArF excimer laser light is used.
  • Mask stage MST is movable while holding mask M, and can move two-dimensionally in a plane perpendicular to optical axis AX of projection optical system PL, that is, in the XY plane, and slightly in the ⁇ Z direction. Small rotation is possible.
  • a moving mirror 40 for the laser interferometer 41 is provided for measuring the position of the mask stage MST.
  • the position and rotation angle of the mask M on the mask stage M ST in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 41, and the controller CONT uses a linear motor or the like based on the measurement result of the laser interferometer 41.
  • the mask M supported by the mask stage MST is positioned by driving the included mask stage drive mechanism.
  • the projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification of 13, and includes a plurality of optical elements (lenses) LS provided at the front end portion on the substrate P side. These optical elements are supported by a lens barrel PK.
  • the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification j8 of, for example, 1Z4, 1/5, or 1Z8.
  • the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system.
  • the projection optical system PL may be any of a refraction system that does not include a reflection element, a reflection system that does not include a refraction element, or a catadioptric system that includes a refraction element and a reflection element. Further, the optical element LS at the tip is exposed from the lens barrel PK.
  • the substrate stage PST includes a Z stage 52 that holds the substrate P via a substrate holder PH, and an XY stage 53 that supports the Z stage 52.
  • the XY stage 53 is supported on the base 54.
  • the Z stage 52 is held by the substrate holder PH and can move the substrate P in the Z-axis direction and in the ⁇ X and ⁇ Y directions (inclination directions).
  • the XY stage 53 is held by the substrate holder PH and can move the substrate P through the Z stage 52 in the XY direction (direction substantially parallel to the image plane of the projection optical system PL) and the ⁇ Z direction. is there. Needless to say, the Z stage and the XY stage should be integrated.
  • the substrate stage PST (Z stage 52) is provided with a moving mirror 42 for a laser interferometer 43 for measuring the position of the substrate stage PST.
  • the position and rotation angle of the substrate P on the substrate stage PST in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 43.
  • the control device CONT drives the XY stage 53 via a substrate stage drive mechanism including a linear motor in a two-dimensional coordinate system defined by the laser interferometer 43.
  • a substrate stage drive mechanism including a linear motor in a two-dimensional coordinate system defined by the laser interferometer 43.
  • the exposure apparatus EX projects the detection light from an oblique direction to the upper surface of the substrate P as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-37149, so that the upper surface of the substrate P is exposed.
  • a focus detection system that detects position information is provided.
  • the focus detection system can determine the position (focus position) in the Z-axis direction of the upper surface of the substrate P with respect to the image plane of the projection optical system PL, and the inclination of the upper surface of the substrate P.
  • the control device CONT drives the Z stage 52 of the substrate stage PST via the substrate stage drive mechanism, and the position (focus position) of the substrate P held in the Z stage 52 in the Z-axis direction and 0 X 0
  • the position in the Y direction is controlled, and the upper surface (exposure surface) of the substrate P is aligned with the image plane formed via the projection optical system PL and the liquid LQ.
  • the exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to improve the resolution by substantially shortening the exposure wavelength and substantially increase the depth of focus.
  • An immersion mechanism 100 capable of forming an immersion area AR2 of the liquid LQ on the substrate P is provided.
  • the liquid immersion mechanism 100 is provided above the substrate P (substrate stage PST), and is provided on the nozzle member 70 and an annular nozzle member 70 provided so as to surround the optical element LS at the tip of the projection optical system PL.
  • a liquid supply mechanism 10 that supplies liquid LQ onto the substrate P via the liquid supply port 12 and a liquid recovery mechanism that recovers the liquid LQ on the substrate P via the liquid recovery port 22 provided on the nozzle member 70. And with 20.
  • the liquid supply mechanism 10 is for supplying a predetermined liquid LQ to the image plane side of the projection optical system PL, and includes a liquid supply unit 11 capable of delivering the liquid LQ and one end of the liquid supply unit 11. And a supply pipe 13 to be connected. The other end of the supply pipe 13 is connected to the nozzle member 70.
  • the liquid supply unit 11 includes a tank that stores the liquid LQ, a pressure pump, a filter unit, and the like.
  • the liquid recovery mechanism 20 is for recovering the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL, and includes a liquid recovery unit 21 that can recover the liquid LQ, and one end of the liquid recovery unit 21. And a recovery pipe 23 for connecting the parts. The other end of the recovery pipe 23 is connected to the nozzle member 70.
  • the liquid recovery unit 21 includes, for example, a vacuum system (suction device) such as a vacuum pump, a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ.
  • the nozzle member 70 is provided above the substrate P (substrate stage PST), and the lower surface 70A of the nozzle member 70 faces the upper surface of the substrate P.
  • the liquid supply port 12 is connected to the nozzle member 70. It is provided on the lower surface 70A of A.
  • an internal flow path that connects the supply pipe 13 and the liquid supply port 12 is provided inside the nozzle member 70.
  • the liquid recovery port 22 is also provided on the lower surface 70A of the nozzle member 70, and is provided outside the liquid supply port 12 with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL (optical element LS). .
  • an internal flow path for connecting the recovery pipe 23 and the liquid recovery port 22 is provided inside the nozzle member 70.
  • the operation of the liquid supply unit 11 is controlled by the control device CONT.
  • the control device CONT sends the liquid LQ from the liquid supply unit 11, and is provided above the substrate P via the supply pipe 13 and the internal flow path of the nozzle member 70.
  • the liquid LQ is supplied onto the substrate P from the liquid supply port 12
  • the liquid recovery operation of the liquid recovery unit 21 is controlled by the control device CONT.
  • the controller CONT can control the liquid recovery amount per unit time by the liquid recovery unit 21.
  • the liquid LQ on the substrate P recovered from the liquid recovery port 22 provided above the substrate P is recovered by the liquid recovery unit 21 via the internal flow path of the nozzle member 70 and the recovery pipe 23.
  • the control device CONT uses the liquid LQ supplied from the liquid supply mechanism 10 on the substrate P including the projection area AR1 of the projection optical system PL. At least partially, an immersion area AR2 that is larger than the projection area AR1 and smaller than the substrate P is locally formed.
  • the exposure apparatus EX fills the liquid LQ between the optical element LS at the image plane side tip of the projection optical system PL and the upper surface (exposure surface) of the substrate P to form an immersion area AR2.
  • the substrate P is exposed by projecting the pattern image of the mask M onto the substrate P through the liquid LQ between the projection optical system PL and the substrate P and the projection optical system PL.
  • pure water was used as the liquid LQ forming the liquid immersion area AR2. Pure water can be transmitted even if the exposure light EL is ArF excimer laser light. Pure water can also transmit bright ultraviolet rays (g-line, h-line, i-line) and far ultraviolet light (DU V light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm).
  • Projection optical system PL optical element LS lower surface LSA and nozzle member 70 lower surface 70A are flat surfaces.
  • Projection optical system PL optical element LS lower surface LSA and nozzle The member 70 is substantially flush with the lower surface 70A of the member 70.
  • substrate stage PST (Z stay A recess 50 is provided on the die 52), and the substrate holder PH is disposed in the recess 50.
  • the upper surface 51 of the substrate stage PST other than the recess 50 is a flat surface that is substantially the same height (level) as the upper surface of the substrate P held by the substrate holder PH.
  • the liquid immersion area AR2 can be satisfactorily formed between the lower surface 70A of the nozzle member 70, the lower surface LSA of the optical element LS, and the substrate P (substrate stage PST). Further, by providing the upper surface 51, even when the peripheral edge of the substrate P is subjected to immersion exposure, the liquid LQ can be held on the image plane side of the projection optical system PL, and the immersion area AR2 can be satisfactorily formed. it can.
  • the liquid contact surface (including the lower surface LSA) that contacts the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 in the surface of the optical element LS is lyophilic with respect to the liquid LQ.
  • the liquid contact surface (including the lower surface 70A) that contacts the liquid LQ in the immersion area AR2 of the nozzle member 70 is also lyophilic with respect to the liquid LQ.
  • lyophilic liquids such as MgF, Al 2 O, and SiO are used.
  • a lyophilic treatment is performed to coat the liquid contact surface with a 2 2 3 2 material.
  • the upper surface 51 of the substrate stage PST is liquid repellent with respect to the liquid LQ.
  • a liquid-repellent material such as a fluorine-based resin material or an acrylic resin material is coated on the upper surface 51 of the substrate stage PST. Liquefaction treatment has been performed.
  • a material provided in the optical element LS, the nozzle member 70, the substrate stage PST, etc. a material insoluble in the liquid LQ is used.
  • the upper surface of the substrate P is also liquid. It has liquid repellency against LQ.
  • the liquid immersion area AR2 can be maintained well, and the liquid LQ remains on the upper surface 51 of the substrate P and the upper surface 51 of the substrate stage PST. Can be prevented.
  • the upper surface of the substrate P refers to the surface of the uppermost material film among the material films coated on the upper surface 1A of the base material 1.
  • the upper surface of the substrate P is the surface of the film formed by the first material 3, and the first material 3 is coated on the photosensitive material 2, and in the form, the substrate P Includes the surface of the film formed by the photosensitive material 2
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the substrate holder PH holding the substrate P.
  • the substrate holder PH is formed on the base member 35 and the base member 35 having a bottom surface 35B that is opposed to the lower surface 1B of the base material 1 constituting the substrate P by a predetermined distance.
  • peripheral wall portion 33 having an upper surface 33A facing the lower surface 1B, and a support portion 34 formed on a bottom surface 35B inside the peripheral wall portion 33.
  • the peripheral wall portion 33 is formed in a substantially annular shape according to the shape of the substrate P.
  • the upper surface 33A of the peripheral wall portion 33 is formed so as to face the peripheral edge portion IBs of the lower surface 1B of the base material 1. Further, the upper surface 33A of the peripheral wall portion 33 is a flat surface.
  • a plurality of support portions 34 of the substrate holder PH are uniformly provided inside the peripheral wall portion 33.
  • the support portion 34 of the substrate holder PH includes a plurality of support pins, and the substrate holder PH constitutes a so-called pin chuck mechanism.
  • This pin chuck mechanism includes a suction mechanism including a suction port 41 that creates a negative pressure in the space 31 surrounded by the base member 35, the peripheral wall 33, and the substrate P of the substrate holder PH. By doing so, the substrate P is adsorbed and held by the support portion 34.
  • a plurality of suction ports 41 are provided uniformly on the bottom surface 35B of the base member 35.
  • a gap (gap) C having a predetermined distance is provided between the inner side surface 50T formed by the concave portion 50 of the Z stage 52 (substrate stage PST) and the outer side surface 33S of the peripheral wall portion 33.
  • the edge of the substrate P held by the substrate holder PH and the upper surface 51 of the Z stage 52 (substrate stage PST) provided around the substrate P about 0.1 to 1.
  • Omm A gap A having the following distance is formed.
  • the gap A is about 0.3 mm.
  • the outer wall 33 has an outer diameter smaller than that of the substrate P, and the gap C is larger than the gap A, for example, about 1.5 mm.
  • the upper surface 33A of the peripheral wall 33 is a flat surface, and the upper surface 33A is coated with a liquid repellent material such as a fluorine-based resin material and has liquid repellency. Then! Furthermore, in the present embodiment, among the substrate holder PH, the outer side surface 33S of the peripheral wall 33 and the inner side surface 50T of the Z stage 52 are also coated with the liquid repellent material and have liquid repellency! / Talk. Furthermore, the surface of the base member 35 including the surface of the support portion 34 and the bottom surface 35B also has liquid repellency.
  • an immersion method is used in which exposure light EL is irradiated onto the substrate P via the projection optical system PL and the liquid LQ to expose the substrate P, and a pattern image of the mask M is applied to the substrate P.
  • the pattern image of the mask M is projected onto the effective area 4 on the substrate P.
  • the effective region 4 is provided with the photosensitive material 2 coated under a predetermined covering condition so that a pattern with a desired accuracy can be formed. Therefore, by projecting the pattern image of the mask M onto the effective area 4, a device pattern with desired accuracy can be formed on the base material 1 in the effective area 4.
  • the gap A is set to the predetermined value (about 0.1 to 1. Omm) and faces the inner side surface 50T of the Z stage 52 forming the gear A and the inner side surface 50T. Since each of the side surfaces of the substrate P (the first material 3 coated on the side surface 1C of the base material 1) is liquid repellent, the infiltration of the liquid LQ from the gap A can be reliably prevented.
  • the liquid LQ in the immersion area AR2 is in contact with the peripheral edge of the upper surface of the substrate P. Since the first material 3 is coated on the peripheral edge lAs of the base material 1 so that the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the base material 1 does not contact the liquid LQ, the liquid LQ and the base material 1 do not contact each other. Even when the liquid LQ slightly enters the gap A, the first material 3 is placed on the side surface 1C outside the effective region 4 of the base material 1 so that the side surface 1C does not contact the liquid LQ. Since it is coated, the liquid LQ and the substrate 1 do not come into contact with each other.
  • the first material 3 is formed on a part of the lower surface 1B (peripheral portion IBs) of the base material 1.
  • the liquid LQ and the base material 1 do not come into contact with each other because they are coated.
  • the liquid LQ force that has entered through the gap A may flow into the first space 31 via the gap B formed between the upper surface 33A of the peripheral wall portion 33 and the lower surface 1B of the base material 1.
  • the first material 3 is covered with the peripheral portion IBs of the lower surface 1B.
  • the first material 3 is located in the region facing the upper surface 33A of the peripheral wall portion 33 of the substrate holder PH on the lower surface 1B of the base material 1. Material 3 is not coated.
  • the region of the lower surface 1B of the substrate 1 that faces the upper surface 33A of the peripheral wall portion 33 of the substrate holder PH is also coated with the first material 3 to make it liquid repellent, so that the upper surface 33A of the peripheral wall portion 3 3 It is possible to prevent the liquid LQ from entering through the gap B formed with the lower surface 1B of the base material 1.
  • the first material 3 can also be coated on the entire bottom surface 1B of the substrate 1. As shown in FIG. 3, the gap B is adjusted even if the first material 3 is not covered in the region of the lower surface 1B of the substrate 1 that faces the upper surface 33A of the peripheral wall 33 of the substrate holder PH. This prevents the liquid LQ from entering the first space 31 via the gap B.
  • a predetermined area outside the effective area 4 covered with the photosensitive material 2 on the surface of the substrate 1 is covered with the first material 3, and the upper surface 1A outside the effective area 4 is covered.
  • the surface of the base material 1 including each of the side surface 1C and the lower surface 1B does not come into contact with the liquid LQ, elution of the substance constituting the surface of the base material 1 into the liquid LQ can be suppressed.
  • it is the surface of the substrate 1.
  • the substance (Si) that forms the silicon substrate may be eluted in the liquid LQ.
  • the substance eluted in the liquid LQ acts as an impurity, for example, when the liquid LQ containing the impurity penetrates into the base material 1, it forms a device previously provided on the base material 1. It affects the functional layer and degrades the performance of the device to be formed, or the liquid LQ containing impurities remains on the optical measurement unit (not shown) provided on the substrate stage PST and vaporizes the light. This may cause inconveniences such as forming a watermark on the measurement unit.
  • the first material 3 is coated on the outer side of the effective region 4 coated with the photosensitive material 2 in the base material 1 so that the base material 1 and the liquid LQ do not come into contact with each other. LQ and substrate 1 are not in contact.
  • the occurrence of the inconvenience can be prevented.
  • a material that has little influence on the liquid LQ is used to maintain the liquid LQ in the immersion area AR2 in a desired state and to expose the substrate P satisfactorily. Can do.
  • the state in which the film of the photosensitive material 2 is formed on the silicon substrate, that is, the surface of the base material 1 outside the effective region 4 is The force described for the case of the surface of a silicon substrate In some cases, it is an acid film.
  • the surface (base) of the base material 1 outside the effective region 4 is an oxide film such as SiO, an insulating film such as SiO or SiNx, Cu or Al—Si that has been generated up to the previous process.
  • it may be a metal film such as a conductive film, a semiconductor film such as amorphous Si, or a mixture of these.
  • a substance such as metal for example, Si
  • Si may be eluted as impurities into the liquid LQ when in contact with the liquid LQ that forms the immersion area AR2. It is effective as in the above embodiment. By covering the outside of the region 4 with the first material 3, it is possible to prevent the elution of such impurities.
  • the first material 3 is coated on each of the upper surface 1A, the lower surface 1B, and the side surface 1C of the base material 1, but as shown in FIG. 4, the first material 3 is provided on the lower surface 1B. Instead, only the upper surface 1A and the side surface 1C of the substrate 1 may be covered.
  • the photosensitive material 2 on the peripheral edge of the substrate P is removed by the edge rinse process, and after the edge rinse process, the film (layer) made of the first material 3 is the edge rinse. It is formed on the treated part.
  • the first material 3 may not be provided on the lower surface 1B and the side surface 1C of the base material 1 but may be covered only on the upper surface 1A including the peripheral edge lAs of the base material 1.
  • the photosensitive material 2 on the peripheral edge of the substrate P is removed by the edge rinsing process.
  • a film (layer) made of the first material 3 is formed on the part subjected to the edge rinsing process.
  • the first material 3 has a force that covers the photosensitive material 2 covered with the effective region 4 as shown in FIG.
  • only the peripheral edge lAs outside the effective region 4 may be coated with the first material 3.
  • the substrate P can be well exposed while maintaining the liquid LQ in the immersion area AR2 in a desired state.
  • the outer peripheral edge of the effective area 4 of the upper surface 1A of the substrate 1 It is also possible to cover at least one of the side surface 1C and the lower surface IB formed by only the part lAs.
  • the photosensitive material 2 on the peripheral portion of the substrate P is removed by the edge rinsing process, and after the edge rinsing process, the film (layer) made of the first material 3 is the edge rinsing process. It is formed on the treated part.
  • a second material 3 ′ different from the first material 3 may be coated as a predetermined material for coating the surface of the substrate 1.
  • the upper surface 1A of the substrate 1 is coated with the first material 3
  • the side surface 1C is coated with the second material 3 ′.
  • one of the first material 3 and the second material 3 ′ can be a fluorine-based resin material and the other can be HMDS.
  • the material to be coated on the non-effective area 5 outside the effective area 4 is not limited to the two types of the first and second materials 3 and 3 ′. It can be covered.
  • the photosensitive material 2 on the peripheral edge of the substrate P is removed by the edge rinsing process, and after the edge rinsing process, a film (layer) made of the first material 3 or the second material 3 ′ is used. ) Is formed on the edge-rinsed portion.
  • the photosensitive material 2 covering the effective area 4 may be used as a material for coating the outside of the effective area 4.
  • the photosensitive material 2 can be coated over the entire region including the peripheral edge 1 As of the upper surface 1A of the substrate 1.
  • the photosensitive material 2 when the photosensitive material 2 is coated on each of the effective area 4 and the ineffective area 5 outside the effective area 4 (periphery 1 As), the effective area 4 and the ineffective area are processed in the same process.
  • the photosensitive material 2 may be coated almost simultaneously with the photosensitive material 2, and one of the effective area 4 and the ineffective area 5 may be coated with the photosensitive material 2, and the other is coated with the photosensitive material 2. At any time, the photosensitive material 2 may be coated in a separate process.
  • the above-mentioned coating conditions for covering the effective area 4 with the photosensitive material 2 and the ineffective area 5 are exposed.
  • the above coating conditions for coating the material 2 may be different from each other.
  • the photosensitive material 2 may be coated on the side surface 1C of the substrate 1. Furthermore, the light-sensitive material 2 may be coated on the lower surface 1B of the base material 1.
  • a film (layer) containing a fluorine-based resin material or HMDS or the like is formed on the peripheral portion (including the peripheral portion and the side surface of the upper surface) of the substrate P. Therefore, as described with reference to FIG. 3 and the like, when the substrate P is held by the substrate holder PH of the substrate stage PST, the elution of the substance from the base material 1 into the liquid LQ is only suppressed. The leakage of the liquid LQ into the gap A between the substrate P and the upper surface 51 of the substrate stage PST provided therearound can be suppressed.
  • the substrate holder PH since the liquid LQ is prevented from entering the lower surface side of the substrate P through the gap A between the substrate P and the substrate stage PST, for example, when the lower surface of the substrate P is wet, the substrate holder PH In this case, the substrate P cannot be held satisfactorily, or when the substrate P is unloaded from the substrate holder PH using a specified transport system, the substrate P is transported to hold the lower surface of the substrate P. It is possible to prevent inconveniences such as the system being unable to hold the substrate P well.
  • HMDS is relatively inexpensive and is used in the semiconductor manufacturing process to improve the adhesion between the base material 1 such as a semiconductor wafer and the photosensitive material 2, so that existing equipment can be used effectively. Can be used.
  • HMDS has liquid repellency (water repellency)
  • a layer made of HMD S (hereinafter referred to as HMDS layer) is formed on the upper surface of the substrate P, so that the liquid immersion area AR2 is formed on the substrate P.
  • HMDS layer a layer made of HMD S (hereinafter referred to as HMDS layer) is formed on the upper surface of the substrate P, so that the liquid immersion area AR2 is formed on the substrate P. Can be formed satisfactorily.
  • an HMDS layer can be formed relatively easily on the side and back surfaces of the substrate 1 (substrate P).
  • the liquid LQ leaks into the gap A between the substrate P held by the substrate holder PH and the top surface 51 of the substrate stage PST, or the substrate P.
  • the occurrence of inconveniences such as liquid LQ sneaking around the lower surface of the plate can be suppressed.
  • 1 (Substrate P )
  • An HM DS layer can be formed.
  • FIG. 10 is a view showing the substrate P according to the present embodiment.
  • a substrate P includes a base material 1 and an HMDS layer 7 formed on the upper surface 1A, the lower surface 1B, and the side surface 1C of the base material 1.
  • a film of the photosensitive material 2 is formed in most of the upper surface 1A of the substrate 1 except for the peripheral edge lAs.
  • a film of the photosensitive material 2 is formed on the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the substrate 1, the side surface 1C of the substrate 1, and the lower surface 1B of the substrate 1.
  • the upper surface of the substrate P refers to the surface (exposed surface) of the uppermost material film among the material films coated on the upper surface 1A of the base material 1. Therefore, in the example shown in FIG. 10, the upper surface of the substrate P includes the surface of the film formed of the photosensitive material 2 and the surface of the HMDS layer 7 provided around the surface. Further, in the present embodiment, the lower surface of the substrate P refers to the surface (exposed surface) of the material film that is the most surface layer among the material films coated on the lower surface 1B of the base material 1. Therefore, in the example shown in FIG. 10, the lower surface of the substrate P is the surface of the HMDS layer 7.
  • the side surface of the substrate P refers to the surface (exposed surface) of the most surface material film among the material films coated on the side surface 1C of the base material 1. Therefore, in the example shown in FIG. 10, the side surface of the substrate P is the surface of the HMDS layer 7.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing an example of a film forming apparatus 80 for forming an HMDS layer on the substrate 1.
  • a coater / developer apparatus CZD is connected to the exposure apparatus EX.
  • the coater / developer apparatus CZD includes a coater apparatus that coats the photosensitive material 2 on the substrate 1 and a developer apparatus that develops the substrate P after the exposure process.
  • the film forming apparatus 80 is provided in the coater / developer apparatus CZD.
  • the film forming apparatus 80 includes a sealed chamber 81, a holding device 82 that is provided in the sealed chamber 81 and holds the base material 1, and a gas supply device 83 that supplies gaseous HMDS to the inside of the sealed chamber 81. Have.
  • the holding device 82 can heat the held substrate 1.
  • the film forming apparatus 80 supplies gaseous HMDS from the gas supply apparatus 83 to the inside of the sealed chamber 81 in a state where the base material 1 held by the holding apparatus 82 is heated. As a result, the surface of the substrate 1 comes into contact with the gaseous HMDS, and the HMD S layer 7 is formed on the surface of the substrate 1.
  • the holding device 82 is The base material 1 is held so that a predetermined space is formed on the back surface side of the base material 1, and the HMDS layer is formed on almost the entire back surface 1B of the base material 1 formed by only the top surface 1A and the side surface 1C of the base material 1. Is formed.
  • the process for forming the HMDS layer 7 on the substrate 1 is appropriately referred to as HMDS process.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the processing procedure
  • FIGS. 13A to 13C are schematic diagrams for explaining an example of the processing procedure.
  • the HMDS layer 7 is formed on each of the upper surface 1A, the lower surface 1B, and the side surface 1C of the substrate 1 by the film forming apparatus 80 described with reference to FIG. 11 (step SA10). Since the HMDS layer 7 is formed on the base material 1 by contacting the surface of the base material 1 with the gaseous HMDS, the HMDS layer is formed on each of the top surface 1A, the bottom surface 1B, and the side surface 1C of the base material 1. 7 can be formed smoothly.
  • FIG. 13A shows the substrate 1 after being treated with HMDS.
  • step S A20 the process of applying the photosensitive material 2 onto the HMDS layer 7 of the substrate 1 is performed.
  • the film of the photosensitive material 2 is formed on the HMDS layer 7 of the substrate 1 by a predetermined coating method such as a spin coating method by the coater / developer apparatus CZD.
  • FIG. 13B shows the substrate P after the light-sensitive material 2 has been applied.
  • step SA30 an edge rinsing process for removing the peripheral edge lAs and the photosensitive material 2 on the side surface 1C is performed (step SA30).
  • the photosensitive material 2 is removed from the peripheral edge lAs of the base material 1 (substrate P).
  • FIG. 13C shows the substrate P after the edge rinsing process.
  • the substrate P is subjected to a predetermined process such as a prebeta process (step SA40). Thereafter, the substrate P is transported to the exposure apparatus EX by a predetermined transport system and subjected to exposure processing (step SA50).
  • a predetermined process such as a prebeta process
  • the edge rinse-treated portion of the peripheral edge of the substrate P is covered with the HMDS layer 7. That is, the HMDS layer 7 formed on the substrate 1 is not removed even when the edge rinse treatment or the prebeta treatment is performed. Therefore, even after the edge rinse treatment is performed, the liquid repellency of the peripheral region on the upper surface of the substrate P can be maintained. Similarly, edge rinse treatment and pre-bake treatment Even after the processing, the side surface and the lower surface of the substrate P are covered with the HMDS layer 7, and the liquid repellency is maintained.
  • FIG. 14 is a view showing a substrate P according to this embodiment.
  • the substrate P includes the base material 1 and the HMDS layer 7 formed on the upper surface 1A, the lower surface 1B, and the side surface 1C of the base material 1.
  • a film of the photosensitive material 2 is formed on most of the upper surface 1A of the substrate 1 except for the peripheral portion lAs.
  • the film of the photosensitive material 2 is not formed on the peripheral edge lAs of the upper surface 1A of the substrate 1, the side surface 1C of the substrate 1, and the lower surface IB of the substrate 1.
  • a film (topcoat film) of the first material 3 is formed so as to cover the photosensitive material 2.
  • the film of the first material 3 is formed so as to cover the photosensitive material 2 and a part of the peripheral portion lAs. Therefore, the HMDS layer 7 is exposed at a part of the peripheral edge 1 As. Further, the film of the first material 3 is not formed on the side surface 1C of the base material 1 and the lower surface IB of the base material 1.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the processing procedure
  • FIGS. 16A to 16E are schematic diagrams for explaining an example of the processing procedure.
  • the HMDS layer 7 is formed on each of the upper surface 1A, the lower surface 1B, and the side surface 1C of the substrate 1 by the film forming apparatus 80 described with reference to FIG. 11 (step SA10).
  • FIG. 16A shows the substrate 1 after being subjected to the HMDS treatment.
  • step S A20 a process of applying the photosensitive material 2 onto the HMDS layer 7 of the substrate 1 is performed.
  • the photosensitive material 2 is coated on the HMDS layer 7 of the substrate 1 by a predetermined coating method such as a spin coating method by a coater / developer apparatus CZD.
  • FIG. 16B shows the substrate P after the photosensitive material 2 has been applied.
  • an edge rinsing process is performed to remove the peripheral edge lAs and the photosensitive material 2 on the side surface 1C (step SA30).
  • the photosensitive material 2 is removed from the peripheral edge lAs of the base material 1 (substrate P).
  • FIG. 16C shows the substrate P after the edge rinsing process.
  • a predetermined process such as a pre-beta process is performed on the substrate P (step SA31).
  • a first material 3 for forming a topcoat film is applied on the photosensitive material 2 film of the substrate 1.
  • the process to apply is performed (step SA32).
  • the first material 3 is applied on the film of the photosensitive material 2 of the substrate 1 by a predetermined coating method such as a spin coating method by the coater / developer apparatus CZD.
  • FIG. 16D shows the substrate P after the first material 3 has been applied.
  • an edge rinse treatment is performed to remove the first material 3 on the peripheral edge lAs and the side surface 1C.
  • Step SA33 As a result, the first material 3 is removed at the peripheral edge lAs of the base material 1 (substrate P).
  • FIG. 16E shows the substrate P after the edge rinsing process.
  • a predetermined process such as a pre-beta process is performed on the substrate P (step SA40). Thereafter, the substrate P is transported to the exposure apparatus EX by a predetermined transport system and subjected to exposure processing (step SA50).
  • the edge-treated part of the peripheral edge of the substrate P is covered with the HMDS layer 7. That is, the HMDS layer 7 formed on the substrate 1 is not removed even when the edge rinse treatment or the prebeta treatment is performed. Therefore, even after the edge rinse treatment is performed, the liquid repellency of the peripheral region on the upper surface of the substrate P can be maintained. Similarly, even after the edge rinsing process or the pre-bake process, the side surface and the lower surface of the substrate P are covered with the HMDS layer 7, and the liquid repellency is maintained.
  • the substrate of the photosensitive material 2 and the topcoat film 3 are formed after the HMDS layer 7 is formed on the base material 1, even after the edge rinse treatment is performed, the substrate The desired region on the surface of P (in FIG. 14, almost the entire surface of the substrate P) can be made liquid repellent (water repellent).
  • the HMDS layer 7 can be provided in only a part of the region without providing it in the entire region of the lower surface 1B of the substrate 1.
  • the HMDS layer 7 is formed so as to cover the peripheral portion IBs of the lower surface 1B of the substrate 1.
  • the non-formation region ⁇ without the HMDS treatment for example, the region corresponding to the non-formation region ⁇ on the lower surface 1B of the substrate 1 is covered with a cover (mask), and the film forming apparatus 80
  • the base material 1 may be disposed inside the sealed chamber 81 and gaseous HMDS may be supplied into the sealed chamber 81.
  • the HMDS layer 7 can be provided only on the side surface 1C and the upper surface 1A without being provided on the lower surface 1B of the substrate 1.
  • the base material 1 and the gaseous HMDS can be brought into contact with the area where the HMDS treatment is not desired covered with a cover (mask)!
  • the HMDS layer 7 may be provided only on the upper surface 1A, not on the lower surface 1B and the side surface 1C of the substrate 1.
  • the edge rinse treatment is performed after the photosensitive material 2 and Z or the topcoat film are formed.
  • the HMDS layer 7 is maintained in the desired region at the peripheral edge of the substrate P, and the liquid repellency of the desired region at the peripheral edge of the substrate P (preferably, the static contact angle with respect to the liquid LQ is 60 degrees or more).
  • the HMDS layer formed on the substrate 1 may not have the function of improving the adhesion of the photosensitive material 2.
  • the HMDS layer may be formed on the upper surface of the base material 1 only in order to provide the peripheral region on the upper surface of the substrate P with liquid repellency.
  • the surface of the base material 1 on which the HMDS layer is formed is not limited to the surface of the silicon substrate, but may be an oxide film such as SiO.
  • Oxide film such as SiO generated up to the process, insulating film such as SiO and SiNx, Cu and A1—
  • It may be a metal film such as Si, a semiconductor film such as amorphous Si, or a mixture of these.
  • upper surface 51 of substrate stage PST is the surface and surface of substrate P held by substrate stage PST. It may not be one.
  • the base member includes the upper surface 33A of the peripheral wall portion 33, the outer surface 33S, the inner surface 50T of the Z stage 52, and the surface and bottom surface 35 ⁇ of the support portion 34.
  • the surface of 35 has liquid repellency, it may have liquid repellency! /, But it may not have liquid repellency, and only a part of them may have liquid repellency.
  • the liquid LQ in the present embodiment is composed of pure water.
  • Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like, and that it does not adversely affect the photosensitive material on the substrate and the optical elements (lenses).
  • pure water has no harmful effect on the environment and has an extremely low impurity content, so that it cleans the top surface of the substrate and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. Can also be expected. If the purity of the pure water supplied from the factory is low, the exposure apparatus may have an ultrapure water production device.
  • the refractive index n of pure water (water) with respect to exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is said to be approximately 1. 44, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of exposure light EL.
  • ArF excimer laser light wavelength 193 nm
  • the wavelength is shortened to about 134 nm to obtain a high resolution.
  • the projection optical system PL can be used if it is sufficient to ensure the same depth of focus as in the air.
  • the numerical aperture can be increased further, and the resolution is improved in this respect as well.
  • the numerical aperture NA of the projection optical system may be 0.9 to 1.6. In this way, when the numerical aperture NA of the projection optical system becomes large, it has been used as exposure light from the past! Because random polarization light, the imaging performance may be deteriorated due to the polarization effect. It is desirable to use polarized illumination. In that case, linearly polarized illumination is performed in line with the longitudinal direction of the line pattern of the mask 'reticle' line 'and' space pattern. From the mask (reticle) pattern, the S-polarized component (TE-polarized component), that is, It is preferable to emit a large amount of diffracted light having a polarization direction component along the longitudinal direction of the line pattern.
  • TE-polarized component From the mask (reticle) pattern, the S-polarized component (TE-polarized component), that is, It is preferable to emit a large amount of diffracted light having a polarization direction component along the longitudinal direction of the line pattern.
  • the space between the projection optical system PL and the photosensitive material applied to the upper surface of the substrate P (base material 1) is filled with liquid, it is applied to the upper surface of the projection optical system PL and the substrate P (base material 1).
  • the transmittance of the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) which contributes to improving the contrast, on the surface of the photosensitive material is higher. Therefore, high imaging performance can be obtained even when the numerical aperture NA of the projection optical system exceeds 1.0.
  • the phase shift mask is more effective if it is appropriately combined with an oblique incidence illumination method (particularly a dipole illumination method) adapted to the longitudinal direction of the line pattern as disclosed in JP-A-6-188169.
  • an oblique incidence illumination method particularly a dipole illumination method
  • the combination of the linearly polarized illumination method and the dipole illumination method is such that the periodic direction of the line 'and' space pattern is limited to a predetermined direction, or the hole patterns are densely aligned along the predetermined direction. This is effective in such cases.
  • the depth of focus (DOF) can be increased by about 150 nm compared to using randomly polarized light.
  • an ArF excimer laser is used as exposure light, and a fine line-and-space pattern (for example, a line-and-space of about 25 to 50 nm) using a projection optical system PL with a reduction magnification of about 1Z4.
  • a fine line-and-space pattern for example, a line-and-space of about 25 to 50 nm
  • a projection optical system PL with a reduction magnification of about 1Z4.
  • the mask M acts as a polarizing plate due to the wave guide effect, and the P-polarized component reduces the contrast.
  • the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) is larger than the diffracted light of the (TM-polarized component), and the mask M force is also emitted.
  • the numerical aperture NA of the projection optical system PL is as large as 0.9 to 1.6.
  • high resolution performance can be obtained.
  • the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) is emitted by the mask M force more than the diffracted light of the P-polarized component (TM-polarized component), so the aperture of the projection optical system PL High resolution performance is obtained even when the number NA is as large as 0.9 to 1.3. It can be done.
  • a projection optical system can be obtained by using both the polarization illumination method that linearly polarizes in the tangential direction of the circle centered on the optical axis and the annular illumination method. High imaging performance can be obtained even when the numerical aperture NA is large.
  • a polarization illumination method and an annular illumination method in which a half-tone phase shift mask with a transmittance of 6% (a pattern with a noise pitch of about 63 nm) is linearly polarized in the tangential direction of a circle centered on the optical axis
  • the depth of focus (DOF) is 250 nm rather than using randomly polarized light.
  • the optical element LS is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) are adjusted by this lens. be able to.
  • the optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL.
  • the space between the projection optical system PL and the upper surface of the substrate P is filled with the liquid LQ.
  • a cover glass having parallel plane plate force is applied to the upper surface of the substrate P. Take It may be configured to fill the liquid LQ in the attached state.
  • the optical path space on the image plane side of the optical element at the tip is filled with the liquid, but as disclosed in International Publication No. 2004Z019128, It is possible to adopt a projection optical system that fills the optical path space on the object plane side of the optical element with liquid.
  • the liquid LQ of this embodiment may be a liquid other than water, which is water.
  • the light source of the exposure light EL is an F laser
  • the F laser light does not transmit water. So
  • liquid LQ for example, perfluorinated polyether (PFPE) and F laser light can be transmitted.
  • PFPE perfluorinated polyether
  • F laser light can be transmitted.
  • the part that comes into contact with the liquid LQ may be a fluorine-based fluid such as fluorine-based oil.
  • the part that comes into contact with the liquid LQ for example, has a small polarity including fluorine!
  • the film is made lyophilic by forming a thin film with a molecular structure.
  • the projection optical system PL and the photosensitive material applied on the upper surface of the substrate P (base material 1) have a high refractive index as much as possible with respect to the exposure light EL. It is also possible to use a stable material (for example, cedar oil). In this case, the surface treatment is performed according to the polarity of the liquid LQ used.
  • the liquid LQ may have a refractive index of about 1.6 to 1.8.
  • the optical element LSI should be formed of a material with a higher refractive index than quartz or fluorite (eg, 1.6 or higher).
  • the substrate P in each of the above embodiments is not limited to a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or a mask used in an exposure apparatus.
  • Reticle masters synthetic quartz, silicon wafers are applied.
  • an exposure apparatus EX in addition to a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that performs mask exposure by moving the mask M and the substrate P in synchronization with each other, a mask is used.
  • the present invention can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (steno) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while M and the substrate P are stationary, and the substrate P is sequentially moved stepwise.
  • a reduced image of the first pattern is projected in a state where the first pattern and the substrate P are substantially stationary (for example, a refraction type including a reflective element at a 1Z8 reduction magnification).
  • Throw The present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses a shadow optical system to perform batch exposure on the substrate P. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P almost stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed on the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus.
  • the stitch type exposure apparatus can also be applied to a step 'and' stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially overlapped and transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
  • the present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus disclosed in JP-A-10-163099, JP-A-10-214783, JP-T 2000-505958, and the like.
  • the reference member on which the substrate stage for holding the substrate and the reference mark are formed is used for various photoelectric devices.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus including a measurement stage equipped with a sensor.
  • an exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate P is employed.
  • the entire surface of the substrate to be exposed is used.
  • the present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus that is covered with a liquid.
  • the structure and exposure operation of an immersion exposure apparatus in which the entire surface of a substrate to be exposed is covered with a liquid are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-124873, 10-303114, and US Pat. No. 5,825,043. Are described in detail.
  • the type of exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto a substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, It can be widely applied to an exposure device for manufacturing an imaging device (CCD) or a reticle or mask.
  • CCD imaging device
  • force using a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern 'dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used instead of this mask.
  • a predetermined light-shielding pattern or phase pattern 'dimming pattern
  • an electronic mask that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on the electronic data of the pattern to be exposed may be used.
  • Oh ,.
  • an exposure apparatus that exposes a line 'and' space pattern on the substrate P by forming interference fringes on the substrate P.
  • each stage PST, MST may be a type that moves along the guide or a guideless type that does not have a guide.
  • each stage PST, MST is driven by electromagnetic force with a magnet mute with two-dimensionally arranged magnets facing an armature unit with two-dimensionally arranged coils.
  • either one of the magnet unit or armature unit is connected to the stage PST or MST, and the other of the magnet unit or armature unit is provided on the moving surface side of the stage PST or MST!
  • the reaction force generated by the movement of the mask stage MST is not transmitted to the projection optical system PL.
  • the frame member may be used to mechanically escape to the floor (ground).
  • the exposure apparatus EX provides various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling to keep. In order to ensure these various accuracies, before and after this assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, various electrical systems Adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • Various subsystem powers The assembly process to the exposure equipment includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process to the exposure equipment. . When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
  • a microdevice such as a semiconductor device is composed of a step 201 for designing the function and performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate of the device.
  • Step 203 for manufacturing a substrate substrate processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, and packaging process) 205, inspection step Manufactured through 206 etc.

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Abstract

　液体を所望状態に維持して基板を良好に露光できる露光方法を提供する。液体を介して露光される基板（Ｐ）を構成する基材（１）の上面（１Ａ）は、感光材（２）で被覆される有効領域（４）を有し、有効領域（４）の外側で基材（１）の表面が液体と接触しないように、有効領域（４）の外側の基材（１）の表面の少なくとも一部が第１材料（３）で被覆されている。

Description

明 細 書
露光方法及びデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液体を介して基板を露光する露光方法及びデバイス製造方法に関する ものである。 本願は、 2004年 7月 21日に出願された特願 2004— 212756号なら びに 2005年 6月 29日に出願された特願 2005— 190728号に対し優先権を主張し 、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の 基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソ グラフイエ程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支 持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら マスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。近年、デバイス ノターンのより一層の高集積ィ匕に対応するために投影光学系の更なる高解像度化 が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影 光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長 は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の 露光波長は KrFエキシマレーザの 248nmである力 更に短波長の ArFエキシマレ 一ザの 193nmも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦 点深度 (DOF)も重要となる。解像度 及び焦点深度 δはそれぞれ以下の式で表 される。
R=k · λ /ΝΑ … (1)
δ = ±k - λ /ΝΑ2
2 … (2)
ここで、 λは露光波長、 ΝΑは投影光学系の開口数、 k 係数である。
1、 kはプロセス
2
(1)式、（2)式より、解像度 Rを高めるために、露光波長えを短くして、開口数 NAを 大きくすると、焦点深度 δが狭くなることが分力る。
[0003] 焦点深度 δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させる ことが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで 、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特 許文献 1に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の 下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液 体中での露光光の波長が空気中の lZn (nは液体の屈折率で通常 1. 2〜1. 6程度 )になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約 n倍に拡大するとい うものである。
特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、上記感光性の基板は、例えば半導体ウェハ等の基材上に感光材を被覆 したものである。液浸法においては、液浸領域を形成する液体と基板とが接触するが 、基板の周縁部が感光材で被覆されていない場合がある。この感光材で被覆されて V、な 、領域に液体が接触すると、その領域の基材表面（下地)を構成する物質が液 体中に溶出する可能性がある。液体中に溶出した物質は不純物として作用するため 、その不純物を含んだ液体によって、基板や露光装置を構成する各種機器'部材が 汚染され、形成されるデバイス性能や露光装置の露光精度に影響を及ぼす可能性 がある。
[0005] また、液浸法を用いる露光装置にお!、ては、基板のエッジを跨るように液浸領域が 形成された場合に、基板の周囲に形成されているギャップカゝら液体が浸入し、基板の 裏面や基板を保持する部材が汚染される可能性がある。
[0006] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液体を所望状態に維持し て基板を良好に露光できる露光方法、及びその露光方法を使って所望の性能を発 揮できるデバイスを製造できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また本 発明は、基板の周囲の少なくとも一部に形成されたギャップ力もの液体の浸入を抑 制できる露光方法、及びその露光方法を使って所望の性能を発揮できるデバイスを 製造できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 [0007] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以 下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に 過ぎず、各要素を限定するものではない。
[0008] 本発明の第 1の態様に従えば、液体 (LQ)を介して基板 (P)上に露光光 (EL)を照 射して基板 (P)を露光する露光方法にお!ヽて、基板 (P)を構成する基材 (1)の表面（ 1A、 1B、 1C)は、感光材 (2)で被覆される有効領域 (4)を有し、有効領域 (4)の外 側で基材（1)の表面（1A、 1B、 1C)が液体 (LQ)と接触しないように、有効領域 (4) の外側の基材（1)の表面（1A、 1B、 1C)の少なくとも一部が所定材料 (3)で被覆さ れて ヽる露光方法が提供される。
[0009] 本発明によれば、基材の表面のうち、感光材で被覆された有効領域の外側の所定 領域を所定材料で被覆し、有効領域の外側で基材と液体とが接触しな!ヽようにした ので、基材の表面を構成する物質の液体への溶出を抑えることができる。そして、所 定材料として液体への影響が少ない材料を用いることにより、液体を所望状態に維 持して基板を良好に露光することができる。
ここで、「有効領域」とは、感光材で被覆された露光可能な領域であって、所望精度 のパターンが形成できる領域である。
[0010] 本発明の第 2の態様に従えば、基板保持装置 (PH)に保持された基板 (P)上に液 体 (LQ)を介して露光光 (EL)を照射して基板 (P)を露光する露光方法にお！ヽて、基 板保持装置 (PH)は基板 (P)の周囲に平坦部 (51)を有し、基板 (P)の周縁部に H MDS層（7)を形成して、基板保持装置 (PH)に保持された基板 (P)と平坦部 (51)と の隙間 (A)への液体 (LQ)の漏洩を抑制する露光方法が提供される。
[0011] 本発明によれば、基板の周縁部に HMDS層を形成したので、基板の周縁部にお いて、基板の一部 (HMDS層の下地）の物質が液体へ溶出することを抑えることがで きる。また、基板とその周囲に設けられた平坦部との隙間への液体の漏洩を抑制する ことができる。
[0012] 本発明の第 3の態様に従えば、上記記載の露光方法を用いるデバイス製造方法が 提供される。
[0013] 本発明によれば、液体を所望状態に維持して露光できるので、所望の性能を有す るデバイスを提供することができる。
発明の効果
[0014] 本発明によれば、液体を所望状態に維持して基板を良好に露光でき、所望の性能 を有するデバイスを製造できる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]第 1実施形態に係る露光処理対象である基板を示す概略構成図である。
[図 2]露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
[図 3]基板を保持した基板ステージを示す断面図である。
[図 4]第 2実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 5]第 3実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 6]第 4実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 7]第 5実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 8]第 6実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 9]第 7実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 10]第 8実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 11]HMDS処理を行う装置を説明するための模式図である。
[図 12]第 8実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
[図 13A]第 8実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 13B]第 8実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 13C]第 8実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 14]第 9実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 15]第 9実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
[図 16A]第 9実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 16B]第 9実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 16C]第 9実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 16D]第 9実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 16E]第 9実施形態に係る露光方法を説明するための模式図である。
[図 17]第 10実施形態に係る基板を示す概略構成図である。 [図 18]第 11実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 19]第 12実施形態に係る基板を示す概略構成図である。
[図 20]マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
符号の説明
[0016] 1…基材、 1A…上面、 1B…下面、 1C…側面、 2· ··感光材、 3…第 1材料、 3，…第 2 材料、 4…有効領域、 5…非有効領域、 7—HMDS層、 100…液浸機構、 EL…露光 光、 EX…露光装置、 LQ…液体、 P…基板
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれ に限定されない。
[0018] <第 1実施形態 >
第 1実施形態について図面を参照しながら説明する。図 1は露光処理対象である 基板 Pの一実施形態を示す図である。図 1において、基板 Pは、基材 1と、その基材 1 の上面 1Aの一部に被覆された感光材 2とを有している。本実施形態においては、基 材 1は半導体ウェハ（シリコンウェハ）を含み、基板 Pは液浸法に基づいて露光される
[0019] 感光材 2は基材 1の上面 1Aの一部に、例えば 200nm程度の厚さで被覆されてお り、基板 Pを構成する基材 1の表面は、感光材 2で被覆された有効領域 4と、有効領 域 4の外側の非有効領域 5とを有している。有効領域 4の外側の非有効領域 5は、基 材 1の上面 1Aの周縁部 lAs、基材 1の側面 1C、及び上面 1Aと対向する下面 IBを 含む。そして、本実施形態においては、有効領域 4の外側の非有効領域 5には感光 材 2が被覆されていない。すなわち、基材 1の上面 1Aの周縁部 lAs、基材 1の側面 1 C、及び基材 1の下面 1Bには感光材 2が被覆されていない。
[0020] 基材 1の上面 1Aの周縁部 lAs (上面 1Aの非有効領域 5)は、例えば 3mm程度の 幅を有しており、有効領域 4は、非有効領域 5の内側に設けられ、基材 1の上面 1Aの 殆どの領域を占めている。すなわち、感光材 2は、基材 1の上面 1 Aのうち、その上面 1 Aの周縁部 1 Asを除 、てほぼ全域に被覆されて 、る。
[0021] 感光材 2は、例えばスピンコート法等の所定の塗布方法によって基材 1上に塗布さ れるが、スピンコート法等の所定の塗布方法で基材 1上に感光材 2の膜を形成した場 合、有効領域 4の外側の非有効領域 5、例えば基材 1の周縁部 lAsや側面 1Cにも感 光材 2が塗布されてしまう。この部分が基板 Pを搬送する搬送系の搬送アームや、基 板 Pを保管しておくキャリアの棚などの支持部に接触すると、感光材 2が剥離する虞 がある。感光材 2が剥離すると、それが異物となって搬送アームやキャリアが汚染され るば力りでなぐその異物が清浄な基板 Pと再び接触することによって汚染が拡大す る可能性もある。また、基材 1の周縁部において感光材 2の膜が中央部より厚くなる現 象が生じる場合がある。その基材 1の周縁部の感光材 2は剥離し易ぐ剥離した感光 材 2は異物となり、その異物が基板 P上に付着するとパターン転写精度に影響を及ぼ す。そこで、基材 1上に所定の塗布方法で感光材 2を設けた後、周縁部 lAsや側面 1 Cなどの感光材 2を例えば溶剤などを使って除去する処理 (エッジリンス処理）が行わ れる。これにより、基材 1 (基板 P)の周縁部 lAsなどにおいては感光材 2が除去され る。本実施形態において、基材 1表面の非有効領域 5は、エッジリンス処理によって 感光材 2が除去された領域を含む。
[0022] 以下の説明においては、基材 (基板)上に形成された所定の材料膜のうち、その基 材 (基板)の周縁部の材料膜を除去する処理を適宜、エッジリンス処理、と称する。ま た、例えば、基材上に複数の材料膜を積層した場合、エッジリンス処理には、複数の 材料膜の少なくとも一部の周縁部を除去する処理が含まれる。
[0023] 感光材 2が被覆された有効領域 4とは、露光可能な領域であって、所望精度のバタ ーンが形成できる領域である。すなわち、有効領域 4に設けられた感光材 2は、所望 精度のパターンが形成できるように、被覆時の環境 (温度'湿度)条件、成膜条件、材 料組成、及び膜厚条件等を含む所定の被覆条件で被覆されて ヽる。
[0024] 感光材 2は、この感光材 2とは別の第 1材料 3によって覆われている。本実施形態に おいて、第 1材料 3は、感光材 2の上層にトップコート膜と呼ばれる保護膜を形成する 。このトップコート膜は液体から感光材 2を保護する膜である。トップコート膜を形成す る第 1材料 3は、有効領域 4、及び有効領域 4の外側の非有効領域 5を覆っている。 具体的には、第 1材料 3は、基材 1の上面 1Aの周縁部 lAs、基材 1の側面 1C、及び 基材 1の下面 1Bの周縁部 IBsを覆っている。なお図 1において、第 1材料 3の膜は感 光材 2とほぼ同じ厚さで示されている力 実際には 20〜40nm程度の厚さであり、感 光材 2よりも薄く形成されている。
[0025] 本実施形態にぉ ヽては、感光材 2として、例えば、東京応化工業株式会社製 P611 1が用いられ、第 1材料 3として、例えば、東京応化工業株式会社製 TSP— 3Aが用 いられる。これら感光材 2及び第 1材料 3は、液浸露光するときに液浸領域を形成す る液体に対して撥液性を有している。後述するように、本実施形態においては、液浸 領域を形成する液体として純水が用いられるため、感光材 2及び第 1材料 3としては 撥水性を有する材料が使用される。例えば、感光材 2に対する液体 (純水) LQの接 触角は、 60〜85° であり、第 1材料 3に対する液体 (純水）の接触角は、 90° 以上 である。また、これら感光材 2及び第 1材料 3は、液体 LQに対して非溶解性であり、液 体 LQへの影響が少な!/、材料となって!/、る。
[0026] なお上記トップコート膜は、液浸領域の液体が感光材 2に浸透するのを防止するた めに設けられる場合が多 、が、基板 P上における液体の残留を防止するために形成 される場合もある。また、例えばトップコート膜上に液体が付着し、その液体が気化し た後にトップコート膜上に付着跡 (所謂ウォーターマーク)が形成されても、液浸露光 後にこのトップコート膜を除去することにより、ウォーターマークをトップコート膜ととも に除去することができる。そして、ウォーターマークをトップコート膜とともに除去した 後に、現像処理等の所定のプロセス処理を行うことができる。
[0027] なお、第 1材料 3としては、上述したように、東京応化工業株式会社製 P6111など のフッ素系の榭脂材料を用いることができるが、現像液との親和性が高ぐ強アルカリ 性の高分子を主成分とした榭脂材料を用いることもできる。このように、現像液との親 和性が高ぐ強アルカリ性の高分子を主成分とした榭脂材料を用いた場合には、トツ プコート膜を現像液と一緒に洗い落とすことができ、フッ素系の榭脂材料を用いたトツ プコート膜のように専用の洗浄工程を必要としない。また、第 1材料 3として、半導体 の製造工程で使用される HMDS (へキサメチルジシラザン)を用いてもょ 、。
[0028] 上述したように、基材 1は半導体ウェハを含むものであって、基材 1の表面は、シリ コン基板の表面を含んで 、る。
[0029] 図 1に示す基板 Pが形成される工程を簡単に説明すると、まず、半導体ウェハ等の 基材 1上に、感光材 2が塗布される。感光材 2が塗布された後、基材 1の周縁部 lAs の感光材 2を除去するエッジリンス処理が行われる。エッジリンス処理の後、上述のフ ッ素系の榭脂材料又は HMDS等の第 1材料 3からなるトップコート膜 (層）が、感光材 2を覆うように形成される。第 1材料 3からなる膜 (層）は、基材 1の周縁部 lAsのエッジ リンス処理を施した部分にも形成される。そして、基板 Pにプリベータ処理等の所定の 処理が施された後、露光処理が行われる。
[0030] 次に、上述した基板 Pを液浸法に基づ!/、て露光する露光装置 EXにつ 、て、図 2を 参照しながら説明する。
[0031] 図 2において、露光装置 EXは、マスク Mを支持して移動可能なマスクステージ MS Tと、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを有し、基板ホルダ PHに基板 Pを保持して移 動可能な基板ステージ PSTと、マスクステージ MSTに支持されて!、るマスク Mを露 光光 ELで照明する照明光学系 ILと、露光光 ELで照明されたマスク Mのパターンの 像を基板ステージ PSTに支持されて ヽる基板 Pに投影する投影光学系 PLと、露光 装置 EX全体の動作を統括制御する制御装置 CONTとを備えている。なお、ここでい う「マスク」は基板 P上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含 む。
[0032] 照明光学系 ILは、マスクステージ MSTに支持されているマスク Mを露光光 ELで照 明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化す るオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光 ELを集光 するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光 ELによるマスク M上の照明領域を設 定する視野絞り等を有している。マスク M上の所定の照明領域は照明光学系 ILによ り均一な照度分布の露光光 ELで照明される。照明光学系 ILから射出される露光光 ELとしては、例えば水銀ランプカゝら射出される輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFエキシ マレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）や、 ArFエキシマレーザ光（波 長 193nm)及び Fレーザ光 (波長 157nm)等の真空紫外光 (VUV光)などが用いら
2
れる。本実施形態では、 ArFエキシマレーザ光が用いられる。
[0033] マスクステージ MSTは、マスク Mを保持して移動可能であって、投影光学系 PLの 光軸 AXに垂直な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微 小回転可能である。マスクステージ MST上には、このマスクステージ MSTの位置を 計測するためのレーザ干渉計 41用の移動鏡 40が設けられている。マスクステージ M ST上のマスク Mの 2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計 41によりリアルタ ィムで計測され、制御装置 CONTはレーザ干渉計 41の計測結果に基づいて、リニア モータ等を含むマスクステージ駆動機構を駆動することで、マスクステージ MSTに支 持されているマスク Mの位置決めを行う。
[0034] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 13で基板 Pに投影露光 するものであって、基板 P側の先端部に設けられた光学素子 (レンズ) LSを含む複数 の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒 PKで支持されている。本実施 形態において、投影光学系 PLは、投影倍率 j8が例えば 1Z4、 1/5,あるいは 1Z8 の縮小系である。なお、投影光学系 PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また 投影光学系 PLは、反射素子を含まない屈折系、屈折素子を含まない反射系、屈折 素子と反射素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、先端部の光学 素子 LSは鏡筒 PKより露出している。
[0035] 基板ステージ PSTは、基板 Pを基板ホルダ PHを介して保持する Zステージ 52と、 Z ステージ 52を支持する XYステージ 53とを備えている。 XYステージ 53はベース 54 上に支持されて 、る。 Zステージ 52は基板ホルダ PHに保持されて 、る基板 Pを Z軸 方向、及び Θ X、 θ Y方向（傾斜方向）に移動可能である。 XYステージ 53は基板ホ ルダ PHに保持されて 、る基板 Pを Zステージ 52を介して XY方向（投影光学系 PLの 像面と実質的に平行な方向）、及び Θ Z方向に移動可能である。なお、 Zステージと X Yステージとを一体的に設けてょ 、ことは言うまでもな 、。
[0036] 基板ステージ PST (Zステージ 52)には、この基板ステージ PSTの位置を計測する ためのレーザ干渉計 43用の移動鏡 42が設けられている。基板ステージ PST上の基 板 Pの 2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計 43によりリアルタイムで計測さ れる。制御装置 CONTは、レーザ干渉計 43の計測結果に基づいて、レーザ干渉計 43で規定される 2次元座標系内で、リニアモータ等を含む基板ステージ駆動機構を 介して XYステージ 53を駆動することで基板ステージ PSTに支持されている基板 Pの X軸方向及び Y軸方向における位置決めを行う。 [0037] また、露光装置 EXは、例えば特開平 8— 37149号公報に開示されているような、 基板 Pの上面に対して斜め方向から検出光を投射することで、基板 Pの上面の面位 置情報を検出するフォーカス検出系を備えている。フォーカス検出系は、投影光学 系 PLの像面に対する基板 Pの上面の Z軸方向における位置 (フォーカス位置）、及び 基板 Pの上面の傾斜を求めることができる。制御装置 CONTは、基板ステージ駆動 機構を介して基板ステージ PSTの Zステージ 52を駆動することにより、 Zステージ 52 に保持されて ヽる基板 Pの Z軸方向における位置（フォーカス位置）、及び 0 X、 0 Y 方向における位置を制御し、基板 Pの上面 (露光面）を投影光学系 PL及び液体 LQ を介して形成される像面に合わせ込む。
[0038] 本実施形態の露光装置 EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとと もに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、 基板 P上に液体 LQの液浸領域 AR2を形成可能な液浸機構 100を備えて 、る。液浸 機構 100は、基板 P (基板ステージ PST)の上方に設けられ、投影光学系 PLの先端 の光学素子 LSを囲むように設けられた環状のノズル部材 70と、ノズル部材 70に設け られた液体供給口 12を介して基板 P上に液体 LQを供給する液体供給機構 10と、ノ ズル部材 70に設けられた液体回収口 22を介して基板 P上の液体 LQを回収する液 体回収機構 20とを備えている。液体供給機構 10は、所定の液体 LQを投影光学系 P Lの像面側に供給するためのものであって、液体 LQを送出可能な液体供給部 11と 、液体供給部 11にその一端部を接続する供給管 13とを備えている。供給管 13の他 端部はノズル部材 70に接続されている。液体供給部 11は、液体 LQを収容するタン ク、加圧ポンプ、及びフィルタユニット等を備えている。また、液体回収機構 20は、投 影光学系 PLの像面側の液体 LQを回収するためのものであって、液体 LQを回収可 能な液体回収部 21と、液体回収部 21にその一端部を接続する回収管 23とを備えて いる。回収管 23の他端部はノズル部材 70に接続されている。液体回収部 21は例え ば真空ポンプ等の真空系（吸引装置)、回収された液体 LQと気体とを分離する気液 分離器、及び回収した液体 LQを収容するタンク等を備えて 、る。
[0039] ノズル部材 70は、基板 P (基板ステージ PST)の上方に設けられており、ノズル部材 70の下面 70Aは、基板 Pの上面に対向している。液体供給口 12は、ノズル部材 70 Aの下面 70Aに設けられている。また、ノズル部材 70の内部には、供給管 13と液体 供給口 12とを接続する内部流路が設けられている。また、液体回収口 22もノズル部 材 70の下面 70Aに設けられており、投影光学系 PL (光学素子 LS)の光軸 AXに関 して、液体供給口 12よりも外側に設けられている。また、ノズル部材 70の内部には、 回収管 23と液体回収口 22とを接続する内部流路が設けられて 、る。
[0040] 液体供給部 11の動作は制御装置 CONTにより制御される。基板 P上に液体 LQを 供給する際、制御装置 CONTは、液体供給部 11より液体 LQを送出し、供給管 13、 及びノズル部材 70の内部流路を介して、基板 Pの上方に設けられて!/ヽる液体供給口 12より基板 P上に液体 LQを供給する。また、液体回収部 21の液体回収動作は制御 装置 CONTにより制御される。制御装置 CONTは液体回収部 21による単位時間あ たりの液体回収量を制御可能である。基板 Pの上方に設けられた液体回収口 22から 回収された基板 P上の液体 LQは、ノズル部材 70の内部流路、及び回収管 23を介し て液体回収部 21に回収される。
[0041] 制御装置 CONTは、少なくともマスク Mのパターン像を基板 P上に転写している間 、液体供給機構 10から供給した液体 LQにより投影光学系 PLの投影領域 AR1を含 む基板 P上の少なくとも一部に、投影領域 AR1よりも大きく且つ基板 Pよりも小さい液 浸領域 AR2を局所的に形成する。具体的には、露光装置 EXは、投影光学系 PLの 像面側先端部の光学素子 LSと基板 Pの上面 (露光面）との間に液体 LQを満たして 液浸領域 AR2を形成し、この投影光学系 PLと基板 Pとの間の液体 LQ及び投影光 学系 PLを介してマスク Mのパターン像を基板 P上に投影することによって、基板 Pを 露光する。
[0042] 本実施形態にお!、て、液浸領域 AR2を形成する液体 LQとして純水を用いた。純 水は、露光光 ELが ArFエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は 輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFエキシマレーザ光 (波長 248nm)等の遠紫外光 (DU V光)も透過可能である。
[0043] 投景光学系 PLの光学素子 LSの下面 LSA、及びノズル部材 70の下面 70Aのそれ ぞれは平坦面となっており、これら投影光学系 PLの光学素子 LSの下面 LSAとノズ ル部材 70の下面 70Aとはほぼ面一となつている。また、基板ステージ PST(Zステー ジ 52)上には凹部 50が設けられており、基板ホルダ PHは凹部 50に配置されている 。そして、基板ステージ PSTのうち凹部 50以外の上面 51は、基板ホルダ PHに保持 された基板 Pの上面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。これによ り、ノズル部材 70の下面 70A及び光学素子 LSの下面 LSAと、基板 P (基板ステージ PST)との間に液浸領域 AR2を良好に形成することができる。また、上面 51を設けた ことにより、基板 Pの周縁部を液浸露光するときにおいても、投影光学系 PLの像面側 に液体 LQを保持して液浸領域 AR2を良好に形成することができる。
[0044] また、光学素子 LSの表面のうち液浸領域 AR2の液体 LQに接触する液体接触面（ 下面 LS Aを含む）は、液体 LQに対して親液性を有している。また、ノズル部材 70の うち液浸領域 AR2の液体 LQに接触する液体接触面（下面 70Aを含む)も、液体 LQ に対して親液性を有して 、る。上記光学素子 LSやノズル部材 70の液体接触面を親 液性にするために、本実施形態においては、例えば MgF、 Al O、 SiO等の親液
2 2 3 2 性材料を前記液体接触面に被覆する親液化処理が施されている。一方、基板ステ ージ PSTの上面 51は、液体 LQに対して撥液性を有している。基板ステージ PSTの 上面 51を撥液性にするために、本実施形態においては、例えばフッ素系榭脂材料 あるいはアクリル系榭脂材料等の撥液性材料を基板ステージ PSTの上面 51に被覆 する撥液化処理が施されている。ここで、光学素子 LS、ノズル部材 70、基板ステー ジ PST等に設ける材料としては、液体 LQに対して非溶解性の材料が用いられる。ま た、上述したように、基板 Pを構成する基材 1上に被覆される材料としては、液体 LQ に対して撥液性を有する材料が被覆されているため、基板 Pの上面も、液体 LQに対 して撥液性を有して ヽる。基板 Pの上面や基板ステージ PSTの上面 51を撥液性にす ることで、液浸領域 AR2を良好に維持できるとともに、基板 Pの上面や基板ステージ PSTの上面 51に液体 LQが残留する不都合を防止できる。
[0045] なお本実施形態において、基板 Pの上面とは、基材 1の上面 1A上に被覆された材 料膜のうち最も上層の材料膜の表面を言う。例えば図 1に示す例では、基板 Pの上面 は第 1材料 3によって形成された膜の表面であり、第 1材料 3が感光材 2の上に被覆さ れて 、な 、形態では、基板 Pの上面は感光材 2によって形成された膜の表面を含む [0046] 図 3は、基板 Pを保持した基板ホルダ PHの近傍を示す拡大断面図である。図 3〖こ おいて、基板ホルダ PHは、基板 Pを構成する基材 1の下面 1Bと所定距離だけ離れ て対向する底面 35Bを有するベース部材 35と、ベース部材 35上に形成され、基材 1 の下面 1Bと対向する上面 33Aを有する周壁部 33と、周壁部 33の内側の底面 35B 上に形成された支持部 34とを備えている。周壁部 33は、基板 Pの形状に応じて略円 環状に形成されている。周壁部 33の上面 33Aは、基材 1の下面 1Bの周縁部 IBsに 対向するように形成されている。また、周壁部 33の上面 33Aは平坦面となっている。
[0047] 基板ホルダ PHの支持部 34は、周壁部 33の内側において複数一様に設けられて いる。本実施形態においては、基板ホルダ PHの支持部 34は複数の支持ピンを含み 、基板ホルダ PHは、所謂ピンチャック機構を構成している。このピンチャック機構は、 基板ホルダ PHのベース部材 35と周壁部 33と基板 Pとで囲まれた空間 31を負圧に する吸引口 41を備えた吸引機構を備えており、空間 31を負圧にすることによって基 板 Pを支持部 34で吸着保持する。図 3において、吸引口 41はベース部材 35の底面 35B上に複数一様に設けられて 、る。
[0048] Zステージ 52 (基板ステージ PST)の凹部 50によって形成された内側面 50Tと周壁 部 33の外側面 33Sとの間には所定の距離を有するギャップ（隙間） Cが設けられてい る。また、基板ホルダ PHに保持された基板 Pのエッジ部と、その基板 Pの周囲に設け られた Zステージ 52 (基板ステージ PST)の上面 51との間には、 0. 1〜1. Omm程度 の距離を有するギャップ Aが形成されている。本実施形態においては、ギャップ Aは 0. 3mm程度である。周壁部 33の外径は基板 Pの外径より小さく形成されており、ギ ヤップ Cはギャップ Aより大きぐ例えば 1. 5mm程度である。
[0049] また、本実施形態においては、周壁部 33の上面 33Aは平坦面となっており、その 上面 33Aは、フッ素系榭脂材料等の撥液性材料を被覆されて撥液性を有して!/ヽる。 更に、本実施形態においては、基板ホルダ PHのうち、周壁部 33の外側面 33S、及 び Zステージ 52の内側面 50Tも、上記撥液性材料が被覆されて撥液性を有して!/ヽる 。更に、支持部 34の表面や底面 35Bを含むベース部材 35の表面も撥液性を有して いる。
[0050] 次に、上述した構成を有する露光装置 EXによって基板 Pを露光する方法について 説明する。
[0051] 本実施形態においては、投影光学系 PL及び液体 LQを介して基板 P上に露光光 E Lを照射して基板 Pを露光する液浸法が適用され、マスク Mのパターン像を基板 P上 に投影するときには、基板 P上の有効領域 4にマスク Mのパターン像が投影される。 上述したように、有効領域 4には所望精度のパターンが形成できるように、所定の被 覆条件で被覆された感光材 2が設けられている。したがって、この有効領域 4にマスク Mのパターン像を投影することで、この有効領域 4の基材 1上に所望精度のデバイス ノターンを形成することができる。
[0052] また、有効領域 4の周縁部にマスク Mのパターン像を投影するときや、液浸領域 A R2を基板ステージ PSTの上面 51上に移動するときなどにおいては、図 3に示すよう に、液浸領域 AR2がギャップ A上に配置される可能性がある。本実施形態において は、ギャップ Aは上記所定値 (0. 1〜1. Omm程度）に設定されているとともに、ギヤッ プ Aを形成する Zステージ 52の内側面 50Tとその内側面 50Tに対向する基板 Pの側 面 (基材 1の側面 1Cに被覆された第 1材料 3)とのそれぞれが撥液性であるため、ギ ヤップ Aからの液体 LQの浸入を確実に防止することができる。
[0053] また、図 3に示す状態などにぉ 、ては、液浸領域 AR2の液体 LQは、基板 Pの上面 の周縁部に接触する力 基材 1の上面 1Aのうち有効領域 4の外側の周縁部 lAsに は、基材 1の上面 1Aの周縁部 lAsが液体 LQと接触しないように、第 1材料 3が被覆 されているので、液体 LQと基材 1とは接触しない。また、液体 LQがギャップ Aに僅か ながら浸入した場合においても、基材 1の有効領域 4の外側の側面 1Cには、その側 面 1Cが液体 LQと接触しな 、ように第 1材料 3が被覆されて 、るので、液体 LQと基材 1とは接触しない。更に、ギャップ Aを介して浸入した液体 LQが基板 Pの下面側に回 り込むような状況が生じた場合でも、基材 1の下面 1Bの一部 (周縁部 IBs)に第 1材 料 3が被覆されて ヽるので、液体 LQと基材 1とは接触しな 、。
[0054] また、ギャップ Aを介して浸入した液体 LQ力 周壁部 33の上面 33Aと基材 1の下 面 1Bとの間で形成されるギャップ Bを介して第 1空間 31に流入する可能性がある。 図 3においては、第 1材料 3は下面 1Bの周縁部 IBsに被覆されているものの、基材 1 の下面 1Bのうち基板ホルダ PHの周壁部 33の上面 33Aと対向する領域には第 1材 料 3は被覆されていない。そこで、基材 1の下面 1Bのうち基板ホルダ PHの周壁部 33 の上面 33Aと対向する領域にも第 1材料 3を被覆して撥液性にすることで、周壁部 3 3の上面 33Aと基材 1の下面 1Bとの間で形成されるギャップ Bを介して液体 LQが浸 入することを防止できる。もちろん、基材 1の下面 1Bの全域に第 1材料 3を被覆するこ ともできる。なお、図 3に示すように、基材 1の下面 1Bのうち基板ホルダ PHの周壁部 33の上面 33Aと対向する領域に第 1材料 3が被覆されていなくても、ギャップ Bを調 整することで、ギャップ Bを介して第 1空間 31に液体 LQが浸入することを防止できる
[0055] 以上説明したように、基材 1の表面のうち、感光材 2で被覆された有効領域 4の外側 の所定領域を第 1材料 3で被覆し、有効領域 4の外側で、上面 1A、側面 1C、下面 1 Bのそれぞれを含む基材 1の表面が液体 LQと接触しな ヽようにしたので、基材 1の表 面を構成する物質の液体 LQへの溶出を抑えることができる。本実施形態において は、基材 1の表面である。その基材 1の表面と液体 LQとが接触すると、液体 LQ中に 、シリコン基板を形成する物質 (Si)が溶出する可能性がある。液体 LQ中に溶出した 前記物質は不純物として作用するため、例えば、その不純物を含んだ液体 LQが基 材 1中に浸透すると、先に基材 1上に設けられているデバイスを形成するための機能 層に影響を及ぼし、形成されるデバイスの性能が劣化したり、あるいは不純物を含ん だ液体 LQが基板ステージ PST上に設けられた不図示の光計測部上に残留して気 化し、その光計測部上にウォーターマークを形成するなどの不都合を生じさせる可能 性がある。本実施形態では、基材 1と液体 LQとが接触しないように、基材 1のうち感 光材 2が塗布された有効領域 4の外側に第 1材料 3が被覆されて ヽるので、液体 LQ と基材 1とは接触しない。したがって、上記不都合の発生を防止することができる。そ して、液体 LQに接触する第 1材料 3として、液体 LQへの影響が少ない材料を用いる ことにより、液浸領域 AR2の液体 LQを所望状態に維持して基板 Pを良好に露光する ことができる。
[0056] なお、上述の実施形態においては、説明を簡単にするために、シリコン基板上に感 光材 2の膜が形成されている状態、すなわち有効領域 4の外側の基材 1の表面がシリ コン基板の表面である場合について説明した力 基材 1の表面（下地）が SiOなどの 酸ィ匕膜の場合もある。また、有効領域 4の外側の基材 1の表面（下地）が、前のプロセ スまでに生成された SiOなどの酸化膜、 SiOや SiNxなどの絶縁膜、 Cuや Al—Si
2 2
などの金属'導体膜、アモルファス Siなどの半導体膜である場合やこれらが混在する 場合もある。いずれの場合も、液浸領域 AR2を形成する液体 LQに接すると金属（例 えば Si)などの物質が不純物として液体 LQ中に溶出する可能性がある力 上述の実 施形態のように、有効領域 4の外側を第 1材料 3で覆うことによって、そのような不純 物の溶出を防止することができる。
[0057] <第 2実施形態 >
なお、上述した実施形態においては、第 1材料 3は、基材 1の上面 1A、下面 1B、及 び側面 1Cのそれぞれに被覆されているが、図 4に示すように、下面 1Bには設けず、 基材 1の上面 1A及び側面 1Cのみに被覆するようにしてもよい。
[0058] 本実施形態においても、エッジリンス処理よつて基板 Pの周縁部の感光材 2が除去 されており、エッジリンス処理の後、第 1材料 3からなる膜 (層）が、そのエッジリンス処 理を施した部分に形成される。
[0059] <第 3実施形態 >
また、図 5に示すように、第 1材料 3を基材 1の下面 1B及び側面 1Cには設けず、基 材 1の周縁部 lAsを含む上面 1Aのみに被覆するようにしてもよい。
[0060] 本実施形態においても、エッジリンス処理よつて基板 Pの周縁部の感光材 2が除去 されており、
エッジリンス処理の後、第 1材料 3からなる膜 (層）が、そのエッジリンス処理を施した 部分に形成される。
[0061] <第 4実施形態 >
また、上述した実施形態においては、第 1材料 3は有効領域 4に被覆された感光材 2も覆っている力 図 6に示すように、感光材 2を覆わずに、基材 1の上面 1Aのうち有 効領域 4の外側の周縁部 lAsのみに、第 1材料 3を被覆するようにしてもよい。そして 、液体 LQに接触する感光材 2として、液体 LQへの影響が少ない材料を用いることに より、液浸領域 AR2の液体 LQを所望状態に維持して基板 Pを良好に露光することが できる。また、この場合においても、基材 1の上面 1Aのうち有効領域 4の外側の周縁 部 lAsだけでなぐ側面 1Cと下面 IBの少なくとも一方も被覆するようにしてもよい。
[0062] 本実施形態においても、エッジリンス処理よつて基板 Pの周縁部の感光材 2が除去 されており、エッジリンス処理の後、第 1材料 3からなる膜 (層）が、そのエッジリンス処 理を施した部分に形成される。
[0063] <第 5実施形態 >
また、基材 1の表面を被覆する所定材料として、第 1材料 3に加えて、第 1材料 3とは 別の第 2材料 3'を被覆するようにしてもよい。図 7に示す例では、基材 1の上面 1Aに 第 1材料 3が被覆され、側面 1Cに第 2材料 3'が被覆されている。例えば、第 1材料 3 及び第 2材料 3 'の一方をフッ素系の榭脂材料とし、他方を HMDSとすることができる 。もちろん、有効領域 4の外側の非有効領域 5に被覆する材料としては、第 1、第 2材 料 3、 3'の 2種類に限られず、任意の複数種類の材料を、非有効領域 5に被覆するこ とがでさる。
[0064] 本実施形態においても、エッジリンス処理よつて基板 Pの周縁部の感光材 2が除去 されており、エッジリンス処理の後、第 1材料 3あるいは第 2材料 3'からなる膜 (層）が 、そのエッジリンス処理を施した部分に形成される。
[0065] <第 6実施形態 >
また、有効領域 4の外側に被覆する材料としては、有効領域 4を被覆している感光 材 2を用いるようにしてもよい。例えば図 8に示すように、基材 1の上面 1Aの周縁部 1 Asを含む全域に感光材 2を被覆することができる。図 8において、有効領域 4とその 有効領域 4の外側の非有効領域 5 (周縁部 1 As)とのそれぞれに感光材 2を被覆する ときは、同一の工程で、有効領域 4と非有効領域 5とのそれぞれにほぼ同時に感光材 2を被覆してもよ 、し、有効領域 4及び非有効領域 5のうち ヽずれか一方に感光材 2 を被覆した後、他方に感光材 2を被覆するといつたように、別々の工程で感光材 2を 被覆するようにしてもよい。また、有効領域 4に加えて非有効領域 5にも感光材 2を被 覆するときには、有効領域 4に対して感光材 2を被覆するときの上記被覆条件と、非 有効領域 5に対して感光材 2を被覆するときの上記被覆条件とを互いに異なる条件と してちよい。
[0066] <第 7実施形態 > また、図 9に示すように、感光材 2を基材 1の側面 1Cに被覆してもよい。更には、感 光材 2を基材 1の下面 1Bに被覆するようにしてもよい。
[0067] <第 8実施形態 >
上述の第 1〜第 5実施形態で説明したように、フッ素系の榭脂材料又は HMDS等 を含む膜 (層）を、基板 Pの周縁部 (上面の周縁部及び側面を含む）に形成することに より、図 3等を参照して説明したように、その基板 Pを基板ステージ PSTの基板ホルダ PHで保持したとき、基材 1から液体 LQ中への物質の溶出が抑制されるだけでなぐ 基板 Pとその周囲に設けられた基板ステージ PSTの上面 51とのギャップ Aへの液体 LQの漏洩を抑制することができる。そして、液体 LQが基板 Pと基板ステージ PSTと の間のギャップ Aを介して基板 Pの下面側に浸入することが抑制されるので、例えば 、基板 Pの下面が濡れたことによって、基板ホルダ PHで基板 Pを良好に保持できなく なったり、あるいは、所定の搬送系を使って基板ホルダ PHカゝら基板 Pを搬出（アン口 ード)する際、濡れた基板 Pの下面を保持する搬送系がその基板 Pを良好に保持でき なくなる等の不都合の発生を防止することができる。
[0068] 特に、 HMDSは比較的安価で、半導体ウェハ等の基材 1と感光材 2との密着性を 向上するために半導体の製造工程で使用されているものであり、既存の設備を有効 に利用することができる。また、 HMDSは撥液性 (撥水性)を有しているため、 HMD Sからなる層（以下、 HMDS層と称する）を基板 Pの上面に形成することにより、基板 P上に液浸領域 AR2を良好に形成することができる。基板 Pの上面に HMDS層を形 成することにより、基板 P上に液体 LQが残留したり付着跡 (ウォーターマーク）が形成 されるなどといった不都合の発生を抑制することもできる。また、一般的に HMDS処 理においては、 HMDSの蒸気化が行われるため、基材 1 (基板 P)の側面や裏面にも 比較的容易に HMDS層を形成することができる。 HMDS層を基板 Pの側面や下面（ 裏面）に形成することにより、基板ホルダ PHに保持された基板 Pと基板ステージ PST の上面 51との間のギャップ Aへの液体 LQの漏洩や、基板 Pの下面側に液体 LQが 回り込むなどといった不都合の発生を抑制することができる。
[0069] そして、上述の第 1〜第 5実施形態においては、基材 1上に感光材 2の膜を形成し 、エッジリンス処理をした後、そのエッジリンス処理を施した部分を含む基材 1 (基板 P )上に HMDS層を形成している力 エッジリンス処理の前に、ひいては基材 1上に感 光材 2の膜を形成する前に、基材 1の上面、側面、及び下面の少なくとも一部に HM DS層を形成することができる。
[0070] 図 10は本実施形態に係る基板 Pを示す図である。図 10において、基板 Pは、基材 1と、その基材 1の上面 1A、下面 1B、及び側面 1Cに形成された HMDS層 7とを備え ている。また、基材 1の上面 1Aのうち、周縁部 lAsを除く大部分の領域には感光材 2 の膜が形成されている。そして、基材 1の上面 1Aの周縁部 lAs、基材 1の側面 1C、 及び基材 1の下面 1 Bには感光材 2の膜が形成されて 、な 、。
[0071] なお本実施形態において、基板 Pの上面とは、基材 1の上面 1Aに被覆された材料 膜のうち最も上層の材料膜の表面 (露出面）を言う。したがって、図 10に示す例では 、基板 Pの上面は感光材 2によって形成された膜の表面と、その周囲に設けられた H MDS層 7の表面とを含む。また、本実施形態において、基板 Pの下面とは、基材 1の 下面 1Bに被覆された材料膜のうち最も表層の材料膜の表面 (露出面)を言う。したが つて、図 10に示す例では、基板 Pの下面は HMDS層 7の表面である。また、本実施 形態において、基板 Pの側面とは、基材 1の側面 1Cに被覆された材料膜のうち最も 表層の材料膜の表面 (露出面）を言う。したがって、図 10に示す例では、基板 Pの側 面は HMDS層 7の表面である。
[0072] 図 11は基材 1上に HMDS層を形成する膜形成装置 80の一例を模式的に示した 図である。図 11において、露光装置 EXには、コータ 'デベロツバ装置 CZDが接続さ れている。コータ 'デベロッパ装置 CZDは、基材 1上に感光材 2を塗布するコータ装 置と、露光処理後の基板 Pを現像するデベロツバ装置とを備えている。膜形成装置 8 0は、コータ 'デベロツバ装置 CZDに設けられている。膜形成装置 80は、密閉室 81 と、密閉室 81の内部に設けられ、基材 1を保持する保持装置 82と、ガス状の HMDS を密閉室 81の内部に供給するガス供給装置 83とを有している。保持装置 82は保持 した基材 1を加熱することができる。膜形成装置 80は、保持装置 82で保持した基材 1 を加熱した状態で、ガス供給装置 83よりガス状の HMDSを密閉室 81の内部に供給 する。これにより、基材 1の表面とガス状の HMDSとが接触し、基材 1の表面に HMD S層 7が形成される。なお、図 11に示すように、本実施形態において、保持装置 82は 、基材 1の裏面側に所定の空間が形成されるように基材 1を保持しており、基材 1の 上面 1A、側面 1Cだけでなぐ基材 1の裏面 1Bのほぼ全面に HMDS層が形成され る。以下の説明においては、基材 1上に HMDS層 7を形成する処理を適宜、 HMDS 処理、と称する。
[0073] 次に、図 10に示した基板 Pを形成するための処理手順の一例について、図 12及び 図 13A〜Cを参照しながら説明する。図 12は処理手順の一例を示すフローチャート 図、図 13A〜Cは処理手順の一例を説明するための模式図である。
[0074] まず、図 11を参照して説明した膜形成装置 80により、基材 1の上面 1A、下面 1B、 及び側面 1Cのそれぞれに HMDS層 7が形成される（ステップ SA10)。基材 1の表面 とガス状の HMDSとが接触することによって基材 1上に HMDS層 7が形成されるの で、基材 1の上面 1A、下面 1B、及び側面 1Cのそれぞれに、 HMDS層 7を円滑に形 成することができる。図 13Aには、 HMDS処理を施された後の基材 1が示されている
[0075] 次!、で、基材 1の HMDS層 7上に感光材 2を塗布する処理が行われる（ステップ S A20)。コータ 'デベロツバ装置 CZDにより、例えばスピンコート法等の所定の塗布 方法によって、基材 1の HMDS層 7上に感光材 2の膜が形成される。図 13Bには、感 光材 2が塗布された後の基板 Pが示されて 、る。
[0076] 次 、で、周縁部 lAsや側面 1Cの感光材 2を除去するエッジリンス処理が行われる ( ステップ SA30)。これにより、基材 1 (基板 P)の周縁部 lAsにおいては感光材 2が除 去される。図 13Cには、エッジリンス処理を施された後の基板 Pが示されている。
[0077] そして、基板 Pにプリベータ処理等の所定の処理が施される (ステップ SA40)。その 後、基板 Pは所定の搬送系によって露光装置 EXへ搬送され、露光処理される (ステ ップ SA50)。
[0078] エッジリンス処理やプリベータ処理を行った後であっても、基板 Pの周縁部のエッジ リンス処理を施した部分は HMDS層 7で覆われている。すなわち、エッジリンス処理 やプリベータ処理が行われても、基材 1上に形成された HMDS層 7は除去されること がない。したがって、そのエッジリンス処理を施した後であっても、基板 Pの上面の周 縁領域の撥液性を維持することができる。同様に、エッジリンス処理やプリべーク処 理を行った後であっても、基板 Pの側面や下面は HMDS層 7で覆われており、撥液 性が維持されている。
[0079] <第 9実施形態 >
次に、第 9実施形態について説明する。図 14は本実施形態に係る基板 Pを示す図 である。図 14においても、基板 Pは、基材 1と、その基材 1の上面 1A、下面 1B、及び 側面 1Cに形成された HMDS層 7とを備えている。また、基材 1の上面 1Aのうち、周 縁部 lAsを除く大部分の領域には感光材 2の膜が形成されている。そして、基材 1の 上面 1Aの周縁部 lAs、基材 1の側面 1C、及び基材 1の下面 IBには感光材 2の膜が 形成されていない。また、感光材 2を覆うように、第 1材料 3の膜 (トップコート膜)が形 成されている。本実施形態においては、第 1材料 3の膜は、感光材 2及び周縁部 lAs の一部を覆うように形成されている。したがって、周縁部 1 Asの一部では HMDS層 7 が露出している。また、基材 1の側面 1C、及び基材 1の下面 IBには第 1材料 3の膜 が形成されていない。
[0080] 次に、図 14に示した基板 Pを形成するための処理手順の一例について、図 15及び 図 16A〜Eを参照しながら説明する。図 14は処理手順の一例を示すフローチャート 図、図 16A〜Eは処理手順の一例を説明するための模式図である。
[0081] まず、図 11を参照して説明した膜形成装置 80により、基材 1の上面 1A、下面 1B、 及び側面 1Cのそれぞれに HMDS層 7が形成される（ステップ SA10)。図 16Aには 、 HMDS処理を施された後の基材 1が示されている。
[0082] 次!、で、基材 1の HMDS層 7上に感光材 2を塗布する処理が行われる（ステップ S A20)。コータ 'デベロツバ装置 CZDにより、例えばスピンコート法等の所定の塗布 方法によって、基材 1の HMDS層 7上に感光材 2が塗布される。図 16Bには、感光材 2が塗布された後の基板 Pが示されて 、る。
[0083] 次 、で、周縁部 lAsや側面 1Cの感光材 2を除去するエッジリンス処理が行われる ( ステップ SA30)。これにより、基材 1 (基板 P)の周縁部 lAsにおいては感光材 2が除 去される。図 16Cには、エッジリンス処理を施された後の基板 Pが示されている。
[0084] そして、基板 Pにプリベータ処理等の所定の処理が施される (ステップ SA31)。
[0085] 次いで、基材 1の感光材 2の膜上にトップコート膜を形成するための第 1材料 3を塗 布する処理が行われる（ステップ SA32)。コータ 'デベロッパ装置 CZDにより、例え ばスピンコート法等の所定の塗布方法によって、基材 1の感光材 2の膜上に第 1材料 3が塗布される。図 16Dには、第 1材料 3が塗布された後の基板 Pが示されている。
[0086] 次いで、周縁部 lAsや側面 1Cの第 1材料 3を除去するエッジリンス処理が行われる
(ステップ SA33)。これにより、基材 1 (基板 P)の周縁部 lAsにおいては第 1材料 3が 除去される。図 16Eには、エッジリンス処理を施された後の基板 Pが示されている。
[0087] そして、基板 Pにプリベータ処理等の所定の処理が施される (ステップ SA40)。その 後、基板 Pは所定の搬送系によって露光装置 EXへ搬送され、露光処理される (ステ ップ SA50)。
[0088] エッジリンス処理やプリベータ処理を行った後であっても、基板 Pの周縁部のエッジ リンス処理を施した部分は HMDS層 7で覆われている。すなわち、エッジリンス処理 やプリベータ処理が行われても、基材 1上に形成された HMDS層 7は除去されること がない。したがって、そのエッジリンス処理を施した後であっても、基板 Pの上面の周 縁領域の撥液性を維持することができる。同様に、エッジリンス処理やプリべーク処 理を行った後であっても、基板 Pの側面や下面は HMDS層 7で覆われており、撥液 性が維持されている。
[0089] このように、基材 1に HMDS層 7を形成した後に、感光材 2の膜、及びトップコート 膜 3を形成した場合には、エッジリンス処理を施した後であっても、基板 Pの表面の所 望の領域（図 14においては、基板 Pの表面のほぼ全面）を撥液性 (撥水性）にするこ とがでさる。
[0090] <第 10実施形態 >
第 10実施形態について図 17を参照して説明する。図 17に示すように、 HMDS層 7を、基材 1の下面 1Bの全ての領域に設けずに、一部の領域のみに設けることがで きる。図 17に示す例では、 HMDS層 7は、基材 1の下面 1Bの周縁部 IBsを覆うよう に形成されて 、る。 HMDS処理を施さな ヽ非形成領域 ΙΒηを形成する場合には、 例えば基材 1の下面 1Bの非形成領域 ΙΒηに対応する領域をカバー（マスク)で覆つ た状態で、膜形成装置 80の密閉室 81の内部に基材 1を配置し、ガス状の HMDSを 密閉室 81の内部に供給すればよい。 [0091] <第 11実施形態 >
第 11実施形態について図 18を参照して説明する。図 18に示すように、 HMDS層 7を、基材 1の下面 1Bには設けず、側面 1C及び上面 1Aのみに設けることができる。 この場合も、 HMDS処理を施したくない領域をカバー（マスク)で覆った状態で、基 材 1とガス状の HMDSとを接触させればよ!、。
[0092] <第 12実施形態 >
第 12実施形態について図 19を参照して説明する。図 19に示すように、 HMDS層 7を、基材 1の下面 1B及び側面 1Cには設けず、上面 1Aのみに設けるようにしてもよ い。
[0093] 以上のように、第 8〜第 12実施形態においては、基材 1に HMDS層を形成してい るので、感光材 2及び Z又はトップコート膜を形成した後に、エッジリンス処理を施し ても、基板 Pの周縁部の所望領域に HMDS層 7が維持されており、基板 Pの周縁部 の所望領域の撥液性 (望ましくは、液体 LQに対する静的な接触角が 60度以上)を 維持することができ、 HMDS層 7が形成された基板 Pを露光対象とすることで、基板 ホルダ PHに保持された基板 Pの周囲に形成されているギャップ Aからの液体 LQの 浸入を抑制することができる。また、 HMDS層 7が形成されている基材 1 (下地)から の物質の溶出を抑えることもできる。
[0094] なお、第 8〜第 12実施形態において、基材 1に形成された HMDS層に、感光材 2 の密着性を高める機能を持たせなくてもよい。すなわち、基板 Pの上面の周縁領域に 撥液性を持たせるためだけに、基材 1の上面に HMDS層を形成してもよい。
また、第 8〜第 12実施形態においても、 HMDS層が形成される基材 1の表面は、 シリコン基板の表面である場合に限らず、 SiOなどの酸ィ匕膜の場合もあるし、前のプ
2
ロセスまでに生成された SiOなどの酸化膜、 SiOや SiNxなどの絶縁膜、 Cuや A1—
2 2
Siなどの金属'導体膜、アモルファス Siなどの半導体膜である場合もあるし、これらが 混在する場合もある。
[0095] また上述の第 1〜第 12実施形態において、液浸領域 AR2が所望状態に形成可能 であれば、基板ステージ PSTの上面 51は、基板ステージ PSTに保持された基板 Pの 表面と面一でなくてもよい。 また、第 1〜第 12実施形態の基板ステージ PSTにおいては、周壁部 33の上面 33 A、外側面 33S、 Zステージ 52の内側面 50T、及び支持部 34の表面と底面 35Βを含 むベース部材 35の表面は撥液性を有して 、るが、撥液性を有して!/、なくてもよ!、し、 それらの一部のみに撥液性をもたせてもよい。
[0096] 上述したように、本実施形態における液体 LQは純水により構成されている。純水は 、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板 Ρ上の感光材ゃ光学 素子 (レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影 響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Ρの上面、及び投影光 学系 PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。 なお工場等力 供給される純水の純度が低 、場合には、露光装置が超純水製造器 を持つようにしてもよい。
[0097] そして、波長が 193nm程度の露光光 ELに対する純水（水）の屈折率 nはほぼ 1. 4 4と言われており、露光光 ELの光源として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)を用 いた場合、基板 P上では lZn、すなわち約 134nmに短波長化されて高い解像度が 得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約 n倍、すなわち約 1. 44倍に拡大され るため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、 投影光学系 PLの開口数をより増カロさせることができ、この点でも解像度が向上する。
[0098] なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数 NAが 0. 9 〜1. 6になることもある。このように投影光学系の開口数 NAが大きくなる場合には、 従来から露光光として用いられて!/、るランダム偏光光では偏光効果によって結像性 能が悪ィ匕することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク (レ チクル）のライン 'アンド'スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた 直線偏光照明を行い、マスク（レチクル)のパターンからは、 S偏光成分 (TE偏光成 分)、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射 出されるようにするとよい。投影光学系 PLと基板 P (基材 1)の上面に塗布された感光 材との間が液体で満たされている場合、投影光学系 PLと基板 P (基材 1)の上面に塗 布された感光材との間が空気 (気体)で満たされている場合に比べて、コントラストの 向上に寄与する S偏光成分 (TE偏光成分)の回折光の感光材表面での透過率が高 くなるため、投影光学系の開口数 NAが 1. 0を越えるような場合でも高い結像性能を 得ることができる。また、位相シフトマスクゃ特開平 6— 188169号公報に開示されて いるようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法 (特にダイポール照明 法)等を適宜組み合わせると更に効果的である。特に、直線偏光照明法とダイポール 照明法との組み合わせは、ライン 'アンド'スペースパターンの周期方向が所定の一 方向に限られて 、る場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集して 、る 場合に有効である。例えば、透過率 6%のハーフトーン型の位相シフトマスク (ノヽーフ ピッチ 45nm程度のノターン)を、直線偏光照明法とダイポール照明法とを併用して 照明する場合、照明系の瞳面においてダイポールを形成する二光束の外接円で規 定される照明 σを 0. 95、その瞳面における各光束の半径を 0. 125 σ、投影光学系 PLの開口数を ΝΑ= 1. 2とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度 (DOF) を 150nm程度増加させることができる。
[0099] また、例えば ArFエキシマレーザを露光光とし、 1Z4程度の縮小倍率の投影光学 系 PLを使って、微細なライン ·アンド'スペースパターン（例えば 25〜50nm程度のラ イン 'アンド'スペース）を基板 P上に露光するような場合、マスク Mの構造 (例えばパ ターンの微細度やクロムの厚み）によっては、 Wave guide効果によりマスク Mが偏光 板として作用し、コントラストを低下させる P偏光成分 (TM偏光成分)の回折光より S 偏光成分 (TE偏光成分)の回折光が多くマスク M力も射出されるようになる。この場 合、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスク Mを照 明しても、投影光学系 PLの開口数 NAが 0. 9〜1. 6のように大きい場合でも高い解 像性能を得ることができる。
[0100] また、マスク M上の極微細なライン 'アンド'スペースパターンを基板 P上に露光する ような場合、 Wire Grid効果により P偏光成分 (TM偏光成分）が S偏光成分 (TE偏光 成分)よりも大きくなる可能性もあるが、例えば ArFエキシマレーザを露光光とし、 1/ 4程度の縮小倍率の投影光学系 PLを使って、 25nmより大きいライン 'アンド'スぺー スパターンを基板 P上に露光するような場合には、 S偏光成分 (TE偏光成分)の回折 光が P偏光成分 (TM偏光成分)の回折光よりも多くマスク M力 射出されるので、投 影光学系 PLの開口数 NAが 0. 9〜1. 3のように大きい場合でも高い解像性能を得 ることがでさる。
[0101] 更に、マスク（レチクル)のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（S 偏光照明）だけでなぐ特開平 6— 53120号公報に開示されているように、光軸を中 心とした円の接線 (周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合 わせも効果的である。特に、マスク（レチクル)のパターンが所定の一方向に延びるラ インパターンだけでなぐ複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在 (周期方 向が異なるライン 'アンド'スペースパターンが混在)する場合には、同じく特開平 6— 53120号公報に開示されて 、るように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光 する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数 NA が大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。例えば、透過率 6%のハーフト ーン型の位相シフトマスク（ノヽーフピッチ 63nm程度のパターン）を、光軸を中心とし た円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法 (輪帯比 3Z4)とを併用し て照明する場合、照明 σを 0. 95、投影光学系 PLの開口数を ΝΑ= 1. 00とすると、 ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度 (DOF)を 250nm程度増加させることがで き、ハーフピッチ 55nm程度のパターンで投影光学系の開口数 NA= 1. 2では、焦 点深度を lOOnm程度増カロさせることができる。
[0102] なお、例えば特開平 4— 277612号公報ゃ特開 2001— 345245号公報に開示さ れている累進焦点露光法を更に適用することも可能である。
[0103] 本実施形態では、投影光学系 PLの先端に光学素子 LSが取り付けられており、こ のレンズにより投影光学系 PLの光学特性、例えば収差 (球面収差、コマ収差等）の 調整を行うことができる。なお、投影光学系 PLの先端に取り付ける光学素子としては 、投影光学系 PLの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは 露光光 ELを透過可能な平行平面板であってもよ ヽ。
[0104] なお、液体 LQの流れによって生じる投影光学系 PLの先端の光学素子と基板 Pと の間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなぐその圧 力によって光学素子が動かな 、ように堅固に固定してもよ 、。
[0105] なお、本実施形態では、投影光学系 PLと基板 Pの上面との間は液体 LQで満たさ れて 、る構成であるが、例えば基板 Pの上面に平行平面板力 なるカバーガラスを取 り付けた状態で液体 LQを満たす構成であってもよい。
[0106] また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を 液体で満たしているが、国際公開第 2004Z019128号パンフレットに開示されてい るように、先端の光学素子の物体面側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採 用することちでさる。
[0107] なお、本実施形態の液体 LQは水である力 水以外の液体であってもよ 、、例えば 、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過しないので、
2 2
液体 LQとしては Fレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル (PFPE)や
2
フッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体 LQと接触する部分 には、例えばフッ素を含む極性の小さ！ヽ分子構造の物質で薄膜を形成することで親 液化処理する。また、液体 LQとしては、その他にも、露光光 ELに対する透過性があ つてできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PLや基板 P (基材 1)の上面に塗布されて いる感光材に対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場 合も表面処理は用いる液体 LQの極性に応じて行われる。
[0108] また、液体 LQとしては、屈折率が 1. 6〜1. 8程度のものを使用してもよい。更に、 石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば 1. 6以上)材料で光学素子 LSIを形成して ちょい。
[0109] なお、上記各実施形態の基板 Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウェハ のみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミック ウェハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、シリ コンウェハ）等が適用される。
[0110] 露光装置 EXとしては、マスク Mと基板 Pとを同期移動してマスク Mのパターンを走 查露光するステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置 (スキャニングステツパ） の他に、マスク Mと基板 Pとを静止した状態でマスク Mのパターンを一括露光し、基 板 Pを順次ステップ移動させるステップ ·アンド ·リピート方式の投影露光装置 (ステツ ノ ）にも適用することができる。
[0111] また、露光装置 EXとしては、第 1パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 1バタ ーンの縮小像を投影光学系 (例えば 1Z8縮小倍率で反射素子を含まな 、屈折型投 影光学系）を用 、て基板 P上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この 場合、更にその後に、第 2パターンと基板 Pとをほぼ静止した状態で第 2パターンの 縮小像をその投影光学系を用いて、第 1パターンと部分的に重ねて基板 P上に一括 露光するスティツチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、ステイッチ方式の露 光装置としては、基板 P上で少なくとも 2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基 板 Pを順次移動させるステップ 'アンド'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる。
[0112] また、本発明は、特開平 10— 163099号公報、特開平 10— 214783号公報、特表 2000— 505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適 用できる。
[0113] 更に、特開平 11— 135400号公報ゃ特開 2000— 164504号公報に開示されて Vヽるように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材ゃ各 種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用する ことができる。
[0114] また、上述の実施形態においては、投影光学系 PLと基板 Pとの間に局所的に液体 を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、露光対象の基板の表面全体が液 体で覆われる液浸露光装置にも適用可能である。露光対象の基板の表面全体が液 体で覆われる液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平 6— 124873号 公報、特開平 10— 303114号公報、米国特許第 5, 825, 043号などに詳細に記載 されている。
[0115] 露光装置 EXの種類としては、基板 Pに半導体素子パターンを露光する半導体素 子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の 露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを 製造するための露光装置などにも広く適用できる。
[0116] なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン (又 は位相パターン '減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いた力 このマスクに 代えて、例えば米国特許第 6, 778, 257号公報に開示されているように、露光すベ きパターンの電子データに基づ 、て透過パターン又は反射パターン、あるいは発光 パターンを形成する電子マスクを用いてもょ 、。 [0117] また、国際公開第 2001Z035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞 を基板 P上に形成することによって、基板 P上にライン 'アンド'スペースパターンを露 光する露光装置 (リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
[0118] 基板ステージ PSTやマスクステージ MSTにリニアモータ（USP5,623,853または USP 5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレン ッ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステ ージ PST、 MSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよぐガイドを設けないガイド レスタイプであってもよ 、。
[0119] 各ステージ PST、 MSTの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ュ-ッ トと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ PST、 MSTを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子 ユニットとのいずれか一方をステージ PST、 MSTに接続し、磁石ユニットと電機子ュ ニットとの他方をステージ PST、 MSTの移動面側に設ければよ!、。
[0120] 基板ステージ PSTの移動により発生する反力は、投影光学系 PLに伝わらないよう に、特開平 8— 166475号公報（米国特許 5, 528, 118)に記載されているように、フ レーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよ 、。
[0121] マスクステージ MSTの移動により発生する反力は、投影光学系 PLに伝わらないよ うに、特開平 8— 330224号公報 (米国特許第 5, 874, 820)に記載されているように 、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
[0122] 以上のように、本願実施形態の露光装置 EXは、本願特許請求の範囲に挙げられ た各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的 精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、 この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調 整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系につい ては電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム力 露光装置 への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接 続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステム力 露光装置への組 み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない 。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ 、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 20に示すように、マイクロデバイスの機 能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル)を製 作するステップ 202、デバイスの基材である基板を製造するステップ 203、前述した 実施形態の露光装置 EXによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ 204、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージェ 程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。

Claims

請求の範囲
[I] 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光方法にぉ ヽて、 前記基板を構成する基材の表面は、感光材で被覆される有効領域を有し、 前記有効領域の外側で前記基材の表面が前記液体と接触しな!ヽように、前記有効 領域の外側の前記基材の表面の少なくとも一部が所定材料で被覆されて ヽる露光 方法。
[2] 前記有効領域の外側は、前記基材の周縁部を含む請求項 1記載の露光方法。
[3] 前記有効領域の外側は、前記基材の側面を含む請求項 2記載の露光方法。
[4] 前記基材の表面は、前記感光材で被覆される有効領域を含む第 1面と、該第 1面と 対向する第 2面とを含み、
前記有効領域の外側は、前記基材の第 2面の少なくとも一部を含む請求項 1〜3の
V、ずれか一項記載の露光方法。
[5] 前記所定材料は、前記有効領域を被覆する感光材を含む請求項 1〜4のいずれか 一項記載の露光方法。
[6] 前記所定材料は、前記感光材も覆って!ヽる請求項 1〜4の!ヽずれか一項記載の露 光方法。
[7] 前記所定材料は、前記液体に対して撥液性を有する材料である請求項 1〜6の 、 ずれか一項記載の露光方法。
[8] 前記基材の表面を構成する物質の前記液体への溶出を防止するために、前記有 効領域の外側の前記基材の表面が所定材料で被覆されて 、る請求項 1〜7の 、ず れか一項記載の露光方法。
[9] 前記基材の表面は、シリコン基板の表面を含む請求項 1〜8のいずれか一項記載 の露光方法。
[10] 前記基材の表面は、酸化膜層を含む請求項 1〜9のいずれか一項記載の露光方 法。
[II] 前記基材の表面は、金属層を含む請求項 1〜10のいずれか一項記載の露光方法
[12] 前記基材の表面は、絶縁膜層を含む請求項 1〜11のいずれか一項記載の露光方 法。
[13] 前記有効領域の外側は、エッジリンス処理によって感光材が除去されている請求項
1〜 12のいずれか一項記載の露光方法。
[14] 基板保持装置に保持された基板上に液体を介して露光光を照射して前記基板を 露光する露光方法にぉ 、て、
前記基板保持装置は前記基板の周囲に平坦部を有し、
前記基板の周縁部に HMDS層を形成して、前記基板保持装置に保持された前記 基板と前記平坦部との隙間への液体の漏洩を抑制する露光方法。
[15] 前記 HMDS層は、前記基板の上面に形成されている請求項 14記載の露光方法。
[16] 前記 HMDS層は、前記基板の側面に形成されている請求項 14又は 15記載の露 光方法。
[17] 前記 HMDS層は、前記基板の下面に形成されている請求項 14〜16のいずれか 一項記載の露光方法。
[18] 前記 HMDS層は、前記基板の周縁部のエッジリンス処理を施した部分に形成され る請求項 14〜 17の 、ずれか一項記載の露光方法。
[19] 前記 HMDS層は、前記エッジリンス処理の後に形成される請求項 18記載の露光 方法。
[20] 前記 HMDS層は、前記エッジリンス処理の前に形成される請求項 18記載の露光 方法。
[21] 前記 HMDS層は、前記基板上に感光材の膜を形成する前に形成される請求項 20 記載の露光方法。
[22] 請求項 1〜請求項 21の 、ずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方法
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